Tiên Yên là một huyện miền núi thuộc khu vực miền Đông của tỉnh, có toạ độ từ 21o12’ đến 21o33’ vĩ độ bắc và từ 107o13’ đến 107o35’ kinh độ đông; Bắc giáp huyện Đình Lập thuộc tỉnh Lạng Sơn và huyện Bình Liêu, đông giáp huyện Đầm Hà, tây giáp huyện Ba Chẽ và TP Cẩm Phả, nam giáp huyện Vân Đồn.
Huyện lỵ là thị trấn Tiên Yên nằm ở điểm giữa Quốc lộ 18A, cách thành phố Hạ Long và Móng Cái đều trên 90km. Quốc lộ 4 từ Lạng Sơn xuống cũng qua đây rồi ra cảng Mũi Chùa. Từ Tiên Yên còn có đường 331 lên Bình Liêu tới cửa khẩu Hoành Mô 47km. Là một đầu mối giao thông giữa vùng Đông Bắc hiểm yếu nên Tiên Yên luôn có vị trí quan trọng về kinh tế quốc phòng.
