Se ubica en el norte del estado en la región de la Sierra Madre Occidental.
Cuenta con 81 localidades activas dentro de su territorio, su cabecera municipal y localidad más habitada es la Heroica Ciudad de Cananea, el centro minero más importante del norte del país, mientras que otras localidades importantes son: Cuitaca, Ignacio Zaragoza, Emiliano Zapata, José María Morelos y Pavón y Vicente Guerrero.
El territorio que ahora ocupa el municipio estaba habitado en la época precolombina por indígenas apaches y pimas, quienes a mediados del siglo XVII fueron evangelizados por religiosos españoles que estaban en la tarea de la colonización de la Nueva España.
Tiene límites administrativos con los siguientes municipios según su ubicación: La mayor parte del territorio del municipio montañosa ya que se encuentra en la Sierra Madre Occidental en el norte y el sur de este se hallan zonas más bajas, mientras que en el oeste, centro y este del territorio se localizan serranías, en las que destacan, Sierra la Mariquita con 2,600 metros del altitud, Sierra la Elenita, Sierra el Manzanal, Sierra los Ajos y estribaciones como el cerro Las Borregas y el cerro El Caracol.
La fauna del municipio, la componen básicamente las siguientes especies: sapo, salamandra, rana verde, tortuga de agua, camaleón, cachora, víbora sorda, víbora de cascabel, venado cola blanca, puma, lince, coyote, jaguar, jabalí, liebre, conejo, ardilla entre otros.