Географически Александровский район находится в центре европейской части России северо-восточнее Москвы, во Владимирской области. Район граничит с Сергиево-Посадским и Щелковским районами Московской области, с Переславским районом Ярославской области, а также с Киржачским, Кольчугинским и Юрьев-Польским районами Владимирской области. В 12 км от северо-западной границы района проходит граница Калязинского района Тверской области.
Расстояние от административного центра района города Александрова до других городов:
до Москвы - 110 км,
до Сергиева Посада - 45 км,
до Владимира - 138 км,
до Суздаля - 170 км,
до Ярославля - 210 км.
Район занимает площадь 1 838 квадратных километров.
49,27 % от общей территории - земли государственного лесного фонда, 40,83% - земли сельскохозяйственного назначения, 8,42% - территории населенных пунктов.
Минерально-сырьевые ресурсы представлены полезными ископаемыми, используемыми в строительстве: залежи песка, песчано-гравийно-валунного материала и кирпичных глин. В последнее десятилетие преимущественно ведется добыча песка и песчано-гравийных смесей.
В почвенном покрове Александровского района преобладают светло-серые и серые лесные почвы, составляющие 58% от всей площади пашни, поэтому Александровский район относится к первой почвенной зоне (кроме Александровского района в нее входят: Юрьев-Польской, Суздальский, Собинский и Кольчугинский районы), дерново-подзолистые почвы занимают 40% от всей площади пашни района.
По общепринятой шкале бонитировки сельскохозяйственные угодья района оцениваются в 25 баллов (средняя по Владимирской области 23 балла), а пашня в 31 балл (средняя по области 30 баллов). По своим природным свойствам почвы Александровского района считаются лучшими наряду с Суздальским, Юрьев-Польским и Собинским районами.
На территории района имеются значительные запасы пресной воды, в основном из подземных источников, пригодной как для технического использования, так и питьевого качества.
Состояние окружающей среды в Александровском районе оценивается как благоприятное. Выбросы вредных веществ в атмосферу в течение последних десяти лет существенно уменьшились, и в расчете на одного жителя по этому показателю район является одним из наиболее благополучных районов Владимирской области наряду с Суздальским районом. Район выполняет рекреационную функцию для Московского мегаполиса. На его территории находятся 240 садоводческих некоммерческих товариществ и 105 дачных потребительских кооперативов. В весенне-летний период за счёт прибывающих на отдых жителей Москвы и Московской области численность населения района по расчётам увеличивается как минимум в 2 раза.