شهرستان خرم‌دره در 49 درجه و 25 دقیقه تا 48 درجه و 55 دقیقۀ طول شرقی نصف‌النهار مبدأ و 36 درجه و 25 دقیقه تا 36 درجه و 10 دقیقۀ شمالی خط استوا قرار گرفته است. ارتفاع آن از سطح دریا 1575 متر می‌باشد.مساحت شهرستان 407 کیلومتر مربع می‌باشد.این شهرستان در قسمت جنوبی استان زنجان واقع شده که از شمال به استان قزوین و از شرق و غرب به شهرستان ابهر و از جنوب به شهرستان خدابنده محدود می‌شود.منطقۀ خرم‌دره، منطقه‌ای کوهستانی محسوب می‌شود.