Okres Topoľčany leží v Nitrianskom kraji, v jeho severnej časti, v Nitrianskej pahorkatine na strednom Ponitrí. Na severe hraničí s okresom Nové Mesto nad Váhom a Bánovce nad Bebravou v Trnavskom kraji, na západe s okresom Piešťany a Hlohovec, na východe potom s okresom Partizánske a na juhu s okresom Nitra a okresom Zlaté Moravce. Územie na západe ohraničuje Považský Inovec, na východe Tribeč, severne aj južne pokračuje Podunajská pahorkatina. Stredom okresu preteká zo severu na juh rieka Nitra. Má rozlohu 598 km2, žije tu 71 247 obyvateľov a priemerná hustota zaľudnenia je 119 obyvateľov na km2. Správne sídlo okresu je mesto Topoľčany.