Плошча раёна складае 1, 9 тыс. кв. кіламетраў. Любанскі раён размешчаны на паўднёвым усходзе Мінскай вобласці ў 152 км ад абласнога цэнтра, горада Мінска, у басейне ракі Арэса. Працягласць з поўначы на поўдзень 75 км, з захаду на ўсход – 58 км. Тэрыторыя ўваходзіць у склад паўночна-ўсходняй часткі Прыпяцкага Палесся. Мяжуе з Салігорскім, Слуцкім, Старадарожскім раёнамі Мінскай вобласці, Глускім раёнам Магілёўскай вобласці, Кастрычніцкім, Петрыкаўскім і Жыткавіцкім раёнамі Гомельскай вобласці.

Паўднёвая зона раёна характарызуецца пераважным распаўсюджваннем тарфяна-балотных глебаў, а паўночна-заходняя частка з перавагай суглінкавых глебаў.

Паўночная частка раёна знаходзіцца на Центральнабярэзінскай раўніне, паўднёвая - у Прыпяцкім Палессі. Найвышэйшая кропка - 190 м - каля в. Юшкавічы. З карысных выкапняў ёсць торф, сапрапель, мел, калійная і каменная солі, гаручыя сланцы, пясчана-жвіровы матэрыял, будаўнічыя пяскі, гліны, мінеральныя воды.

Па тэрыторыі раёна працякае рака Арэса з прытокам Таліца. Ёсць азёры Вячора, Баянічскае. На Арэсе створана Любанскае вадасховішча.