El territorio está completamente surcado por la Sierra Madre Occidental, que en todo el municipio alcanza altitudes superiores a 2800 m s. n. m.[5]​ Hidrológicamente, es atravesado por la Divisora continental, es decir la línea que separa las cuencas hidrológicas de los ríos que desembocan en el Océano Pacífico y los que desembocan en el Océano Atlántico, En su territorio nace el más importante río del estado de Chihuahua, el Río Conchos, perteneciente a la vertiente del Atlántico; así como el Río Papigochi que posteriorimente se convierte en el Río Yaqui en el estado de Sonora, perteneciendo este a la Vertiente del Pacífico, además en su territorio se encuentra el Lago de Arareco.

[6]​ El clima que se registra en Bocoyna se divide en dos clasificaciones, la mayor parte del territorio registra el clima Semifrío subhúmedo con lluvias en verano y una pequeña región del suroeste del territorio registra clima clasificado como Templado subhúmedo con lluvias en verano;[7]​ Bocoyna se caracteriza por sus inviernos fríos y con intensas nevadas, así por veranos cortos y de clima templado.

El Ferrocarril Chihuahua al Pacífico, que fue el gran impulsor de desarrollo económico y turístico de la región, atraviesa el municipio en sentido paralelo a la carretera estatal 16, siendo sus principales estaciones las mismas poblaciones mencionadas con anterioridad.

Existen además aeropistas para servir al tráfico aéreo local, las principales están localizacas en Bocoyna, Creel, Sisoguichi y Pitorreal.

El municipio se encuentra dividido en cuatro secciones municipales que son:[16]​ Para la elección de diputados federales y locales, el municipio se encuentra integrado en: Local: Federal: