Мамонтовский район расположен в центральной лесостепной зоне Алтайского края и граничит с Ребрихинским, Романовским, Алейским, Новичихинским, Завьяловским, Шипуновским и Тюменцевским районами. Площадь района составляет 2305,2 кв.км. Общая численность населения — около 22 тысяч человек.
Районный центр – село Мамонтово – расположен на берегу озера Большое Островное на расстоянии 45 километров от станции Корчино Кулундинской ветки Западно-Сибирской железной дороги и на расстоянии 191 км от краевого центра — города Барнаула.
Рельеф местности – равнинный с общим едва заметным уклоном к югу. Высота над уровнем моря – 186 м. Климат – резко-континентальный. Почвы района представлены 50 типами и подтипами. Площадь лесов — 20131 га. На территории района проходят три уникальных ленточных бора: Барнаульский, Кулундинский, Касмалинский. В лесах произрастает более 30 видов древесно-кустарниковой растительности и более 50 видов трав. Основная деревообрабатывающая порода: сосна. На территории района расположен государственный заказник площадью 8 тыс. га в Касмалинском бору, который выделен в 1963 г. с целью сохранения и поддержания экологического баланса.
Водные ресурсы Мамонтовского района представлены густой сетью озер (22 крупных), речек (4) и прудов. Общая площадь открытых водоёмов – 10159 га. Озера остаточного происхождения занимают ложбины древнего стока вод. В большинстве озер вода пресная.