Новосокольнический район расположен в юго-восточной части Псковской области.

Площадь района составляет 1616 кв. км. (2,9 % от территории Псковской области) и включает в себя 274 населённых пункта. Протяженность территории района с запада на восток — 40 км, с севера на юг — 45 км.

Климат умеренно-континентальный, в целом благоприятный для проживания населения и ведения сельскохозяйственного производства, однако неустойчивость погодных явлений, выражающихся по годам в неравномерном выпадении осадков и колебания температурного режима, отрицательно влияет на урожайность культур.

Рельеф местности состоит из холмисто-волнистой возвышенности, преобладающее развитие здесь имеет холмисто-моренный рельеф с относительной высотой от 8-10 метров до 30-40 метров.

Гидрографическая сеть района представлена мелкими и средними водооттоками, принадлежащими в основном бассейну реки Ловать. Наиболее крупные реки района — Насва, Большой Удрай, Смердель. Отсюда, из незамерзающих ключей-кипунов из-под горы Родина, что на Вязовщине, берёт свое начало река Великая. Характерным элементом ландшафта района является наличие значительного количества мелких озер. В районе имеется около 200 озер площадью от 1 до 349 га.

На территории района много лесов, лугов и болот. Район относится к числу районов со средней лесистостью — 31,2%. В составе лесов преобладают лиственные породы — 85,3%, от покрытой лесом площади, на долю хвойных пород приходится всего 14,7%.
Главная роль лесов заключается в удовлетворении потребностей населения, предприятий, организаций в древесине, а также в выполнении лесами водоохраннозащитных, санитарно-гигиенических и эстетических функций. Животный мир характерен для зоны смешанных лесов (лось, кабан, волк, медведь, лисица, хорь и т. д.).

Из минерально-сырьевых ресурсов имеются запасы высококачественных керамзитовых глин, песчано-гравийные смеси, камень для производства щебня.

Почвы района довольно разнообразны. Имеются подзолистые, подзолисто-болотные, дерново-карбонатные, дерново-глеевые, болотные, пойменные участки.