紅古區是蘭州市的遠郊區，地處甘肅省中部，位于蘭州市西南部，東接西固區，西臨大通河，南瀕湟水河與青海民和回族土族自治縣和永靖縣相望，北部黃土山嶺與永登縣毗鄰，地理坐標東徑102°50′-102°54′和北緯36°19′-36°21′之間，地處湟水下游河谷，部分地區位于大通河下游。是甘肅通往青海、西藏的咽喉要道。轄區總面積567.66平方千米，東西長約54千米，南北寬約24千米。

紅古區地貌總特征屬黃土高原西部丘陵溝壑區，自南向北大致分為一、二、三級階地，明顯呈現出灘、川、臺、山四種地形地貌。北部為黃土山梁、臺地區，南部和西部為河川谷地區。地勢西北高，東南低，區海拔高度為1580-2462米。

紅古區屬北溫帶大陸性干旱氣候，溫差大，降水少、氣候干燥，年平均氣溫7.6℃，全年7月份最熱，平均27℃，1月份最冷，平均-6.8℃，陽光充足，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和。年均降水量327.7-349.9mm，年蒸發量1507.8mm，日照量1762-2769小時，相對無霜期160-173天。

紅古區位于黃河上游，地處大通河、湟水河左岸，大通河、湟水河為常年過境河流。大通河為黃河二級支流，境內河道長16千米，多年平均流量為90.5立方米/小時，在海石灣匯入湟水河。湟水河屬黃河一級支流，在大通河匯入前多年平均流量為56.13立方米/小時，境內河道長62千米，多年平均流量為146.63立方米/小時。紅古區境內有大小溝道48條，共長335千米，均為季節性溝谷，部分溝道山大溝深，匯水面積較大，降雨形成洪水后，經溝道注入大通河和湟水河。