Брэсцкі раён размешчаны на паўднёвым захадзе Брэсцкай вобласці, з'яўляецца прыгранічным раёнам, мяжуе з Польшчай і Украінай. Агульная працягласць межаў складае 387 км, з іх з Польшчай 140 км, 37 км - з Украінай. Працягласць раёна з поўначы на поўдзень - 100 км, з захаду на ўсход - 35 км.
Плошча раёна складае 1617 кв.км. Большая частка раёна (каля 85%) знаходзіцца ў межах Брэсцкага Палесся, невялікая паўночная частка - на Прыбугскай раўніне. Вышыні, як правіла, складаюць 130-150 м над узроўнем мора. Найвышэйшы пункт — 186 м над узроўнем мора (каля вёскі Заполле Матыкальскага сельсавета), самая нізкая адзнака — 123 м. (у месцы ўпадзення Матыкальскага канала ў Заходні Буг) Паверхня раёна ў асноўным нізінна-раўнінная. Па тэрыторыі Прыбужжа працякае рака Заходні Буг з прытокамі Мухавец, Лясная, Каменка і іншыя. У раёне маюцца ўнікальныя па сваёй прыгажосці куткі прыроды – Белае, Рагознянскае, Сяляхаўскае і Меднянскае азёры, якія ў летні перыяд карыстаюцца вялікай папулярнасцю ў турыстаў і адпачывальнікаў.
Край знакаміты сваімі санаторыямі і базамі адпачынку: "Белае возера", "Бярэсце". Лясы займаюць 34,9 працэнта тэрыторыі раёна. Найбуйнейшыя лясныя масівы - Тэльмінскі, Мухавецкі, Белаазёраўскі. Сасновыя лясы займаюць 72,8%, чорнаальховыя 10,6%, бярозавыя 10,4%, дубовыя 3,7%. Балоты займаюць 1,7 тыс.га. Меліяравана 23,2 тыс.га. Глебы дзярнова-падзолістыя, дзярнова-падзолістыя забалочаныя, пойменныя (алювіяльныя), дзярновыя і дзярнова-карбанатныя забалочаныя. З карысных выкапняў ёсць торф, гліна, будаўнічыя пяскі, мел. Маюцца крыніцы хларыдна-натрыевых і хларыдна-натрыевых бромных мінеральных вод.
На тэрыторыі раёна знаходзяцца: рэспубліканскі ландшафтны заказнік "Прыбужскае палессе" (17230,6 га), два заказнікі мясцовага значэння: "Бугскі" (7567 га), "Брэсцкі" (65 га), 3 помнікі прыроды рэспубліканскага значэння ("астраўныя" ельнікі, елка звычайная (форма змеепадобная) і мэм лясны пурпурны), 4 помніка прыроды мясцовага значэння (плюшч звычайны, мэм лясной, вішня птушыная і дуб пірамідальны). Расце 685 відаў вышэйшых сасудзістых раслін, у тым ліку: драўняныя формы - 25 відаў, кусты - 32 віды. У Чырвонай кнізе Беларусі 42 віды раслін, у т.л. чыставуст велічны (адзінае месцазнаходжанне, вядомае ва Усходняй Еўропе), шматножка звычайная, сальвінія плаваючая, купальніца еўрапейская, раўнаплоднік васіліставікавы, святаяннік горны, вярба чарнічная, кадзіла сармацкае, шалфей лугавы, скерда мяккая, лілея; 49 відаў жывёл, у т.л. начніцы сажалкавая і Натэрэра, еўрапейская шыракушка, звычайны хамяк, шэрашчокая паганка, вялікая і малая бугая, чорны бусел, шэры гусь, белавокая чарнець, чорны каршун, арлан-белахвост, малы падворлік, пустальга, грабеньчатая трытон . З паляўніча-прамысловых жывёл водзяцца лось, кабан, казуля, лісіца, заяц-русак, куніца, янотападобны сабака, пралётная гусь, качар, слонка, рабчык.
Па тэрыторыі раёна праходзіць аўтамагістраль М1/Е30 - частка транс'еўрапейскага транспартнага калідора № 2 Берлін - Варшава - Мінск - Масква - Ніжні Ноўгарад. Гэта найкарацейшы шлях дастаўкі грузаў з Заходняй Еўропы ў Расію і краіны Азіі. Таксама праходзяць чыгункі Брэст-Баранавічы, Брэст-Лінінец, Брэст-Беласток (Польшча), Брэст-Ковель (Украіна); аўтадарогамі раён звязаны з Баранавічамі, Пінскам, Камянцам, Маларытай.
Працягласць чыгунак складае 145 км, рэспубліканскіх аўтамабільных дарог 175,147 км, мясцовых - 480,990 км. На тэрыторыі раёна размешчаны 11 сельскіх саветаў (Знаменскі, Клейнікоўскі, Дамачаўскі, Лышчыцкі, Матыкальскі, Мухавецкі, Радваніцкі, Тамашоўскі, Тэльмінскі, Чарнаўчыцкі, Чэрнінскі), 142 населеныя пункты, у якіх пражывае каля 40 тыс. чалавек. Пражываюць прадстаўнікі 37 нацыянальнасцей і народнасцей. Асноўнае насельніцтва беларусы (83%), жывуць таксама ўкраінцы (6,9%), рускія (8,1%), палякі (0,9%) і інш. На тэрыторыі раёна - 2 пункты пропуску праз Дзяржаўную мяжу РБ: Дамачава- Славацічы, Тамашоўка-Пулемец; пункт спрошчанага пропуску "Дубак"; 6 пагранічных застаў, 43 населеныя пункты размешчаны ў прыгранічнай зоне. Знаходзіцца міжнародны аэрапорт, размяшчаецца свабодная эканамічная зона СЭЗ "Брэст".