Муниципальный округ Горноуральский граничит: на севере – с территорией Кушвинского муниципального округа, Красноуральского муниципального округа, городского округа ЗАТО Свободный; на востоке – с территорией муниципального округа Верхняя Салда, муниципального образования Алапаевское и муниципального округа город Алапаевск, с территорией Режевского муниципального округа; на юге – с территорией Кировградского муниципального округа, Невьянского муниципального округа; а также с западной и центральной части округа -  с муниципальным образованием город Нижний Тагил.

60% территории в районе занимают хвойные леса, ведет лесное хозяйство ГКУ СО «Нижнетагильское лесничество».

В самом недоступном месте Среднего Урала расположен природный парк «Река Чусовая».

По территории округа проходят автодороги г. Екатеринбург - Серов, г. Н-Тагил - г. Алапаевск и железные дороги
в направлении г. Серов, Приобье, а также в сторону Перми.

Общая площадь территории Горноуральского городского округа – 345 174 га.