Okres Pezinok leží v Bratislavskom kraji, v jeho severovýchodnej časti. Západná časť okresu je situovaná v Malých Karpatoch, v oddieli, ktorý sa nazýva Pezinské Karpaty. Východná časť okresu leží v Podunajskej nížine, a to prevažne v Podmalokarpatskej pahorkatine, len južná časť je na Podunajskej rovine. Najvyšším bodom územia je Čertov kopec v Malých Karpatoch (752 m n. m.). Na územie okresu Pezinok zasahuje Chránená krajinná oblasť Malé Karpaty. Na severe hraničí s okresom Trnava v Trnavskom kraji, na juhu s hlavným mestom Bratislava, na východe s okres okresom Senec a na západe s okresom Malacky. Má rozlohu 376 km2, žije tu 61 504 obyvateľov a priemerná hustota zaľudnenia je 164 obyvateľov na km2. Správne sídlo okresu je mesto Pezinok.