Грязовецкий район Вологодской области расположен на стыке трех областей; район граничит с Вологодским и Междуреченским  районами Вологодской области, Первомайским и Любимским районами Ярославской области; Буйским и Солигаличским районами Костромской области. Имеет вытянутую с запада на восток конфигурацию, протяженностью в широтном направлении 150 км, в меридиальном - 70 км. Общая площадь территории составляет 502,9 тыс. га.

Большая часть района располагается в пределах Грязовецкой возвышенности, представляющей собой моренное плато с абсолютными отметками от 140 до 210 м. В целом плато отличается ровным или слабоволнистым рельефом и лишь на отдельных участках приобретает холмистый характер. С востока и запада к моренному плато примыкают Лежская и Комельская, с севера - Сухонская низины, представляющие собой равнины с болотистой поверхностью. В центральной и южной частях района заметно выделяется возвышенность, по которой проходит водораздел р. Волги и р. Северная Двина.

На территории района наиболее крупными водоемами являются:
- озеро Никольское, мелководное, с площадью зеркала 11 тыс. кв. м.;
- реки - Лежа, Обнора, Комела, Монза, Соть, Сеньга - мелководные, шириной 10-25 м. В общей сложности по территории района протекают 56 рек и речушек.

Почвы Грязовецкого района преимущественно глинистые, тяжелые - суглинки и подзолистые, в районах низин различные варианты болотных и заболоченных почв.

Район расположен в зоне тайги в южной подзоне, коренным типом леса которой является смешанный хвойно-лиственный. Основные породы деревьев: сосна, ель, береза, ольха, осина. В подлесье - различные виды ив, иногда липа, клен. Лес - основное природное богатство района. Лесные площади занимают 372,3 тыс. га - 74 % территории района, из них 193,3 тыс. га - земли лесного фонда. Леса Грязовецкого района отнесены ко второй группе, имеющей защитное и ограниченное эксплуатационное значение.

На территории района произрастает большое количество диких лекарственных и технических растений, имеются редкие виды.

Климат - умеренно-континентальный со сравнительно теплым коротким летом и длительной холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Самый теплый месяц года - июль, средняя температура воздуха + 17,3°С; самый холодный - январь, средняя температура -11,9°С. Годовая сумма осадков - 540 мм. Средняя высота снежного покрова 40-50 см, максимальная - 100-110 см. Снежный покров устанавливается во второй половине ноября, сходит в апреле.

Ветровой режим формируется под воздействием сезонного режима циклонов и антициклонов, образующихся над Северной Атлантикой и Европой. В течение всего года преобладает западный ветер, с переходом зимой на южный, летом - на северный.

Район имеет выгодное экономико-географическое положение. Райцентр расположен в 47 км от областной столицы - г. Вологды. По району пролегает довольно широкая сеть автомобильных дорог, в том числе шоссе Вологда-Москва. По его территории проходят железные дороги, связывающие Москву с Архангельском и Санкт-Петербург с Уралом.

Экономика района обеспечена разнообразными природными ресурсами, главным образом глинами и песком, железисто-известковыми водами, торфом. Кроме того, район располагает неиспользуемыми в настоящее время запасами сапропеля в количестве 172 тыс. т., а также на территории было обнаружено месторождение нефти, извлекаемый ресурс которого по прогнозным оценкам специалистов составляет