海南区位于乌海市东南部。东依卓子山（乌仁都喜乌拉）与鄂尔多斯市鄂托克旗为邻，西隔黄河与乌达区相望；北至四眼井与海勃湾区相连；南与宁夏石嘴山市接壤。南北长约50公里，东西宽约20公里，总面积约1005平方公里，占乌海市总面积的57.29%。地理座标为北纬39°15′～39°32′，东经106°40′～107°09′。平均海拔高度1200米。

    海南区人民政府所在地拉僧仲，与乌海市人民政府所在地海勃湾区相距28公里。距内蒙古自治区首府呼和浩特市550公里，距鄂尔多斯市人民政府驻地东胜区330公里。与宁夏回族自治区首府银川市相距128公里。