仙台市の北部にある。区の西半分が山地で西北に泉ヶ岳を擁し、そこから流れる七北田川（ななきたがわ）が区の中心を西から東に貫く。東半分は低い丘陵で、七北田川の北側は松島丘陵、南側は七北田丘陵と呼ばれる。この両丘陵の間を七北田川に沿って河岸段丘による平地が東西に広がる。
気候は西部仙台に区分され、仙台市宮城野区にある仙台管区気象台の観測値よりも内陸性気候の特色が強く冷涼、寒冷である。冬季は日本海側からの雪雲が流れ込みやすく積雪となることも少なくなく、冷え込みも厳しい。山間部は豪雪地帯（青葉区旧宮城町や太白区旧秋保町のような豪雪地帯には指定されていない）となっておりスキー場がある。
歴史.
仙台市との合併に際しその是非を問う会議が泉市内の各地域で開催され、マスメディアはその過熱ぶりを報道し、最終的には住民投票を行うほど市民の世論が二分した。初期の対立軸は、マイホームを求めて主に仙台市から移住してきた新住民と、地元商店街の商店主・旧奥州街道沿いの住民・営農者などの旧住民で、新住民は泉市への帰属意識は薄く通勤通学する仙台市との合併賛成、旧住民は泉市への帰属意識（地域コミュニティ）が強いために併合され泉市らしさが無くなることへの抵抗感による合併反対という対立構図であった。
しかし、その単純な対立構図はより理由が鮮明になり熱を帯びていった。当時、仙台市においてもバブル景気によって地価が上昇しており、泉市が合併で仙台市となればネームバリューで、さらに政令指定都市ともなればもっと地価が高騰するであろうという予見から不動産業のみならず利益を得たい企業側関係者は合併の強力推進派となった。他方、合併によって泉市よりも高い旧仙台市の基準の地方税や水道使用料金などを課せられると知った旧住民は、合併によるメリットよりもデメリットが大きいと町内会やビラで訴え新住民への浸透を図った。マスメディアの事前調査では、住民投票の行方は合併派と反対派は拮抗してまったく分からなくなった。
なお、この公共事業をバーターにした当時の仙台市長石井亨はゼネコン汚職事件で逮捕・起訴されて実刑判決を受けた。
泉区の特例.
合併経緯からか泉区は仙台市の他区と比べて特別的扱いが多いと見られている。
経済.
町名.
泉区内では、一部の区域で住居表示に関する法律に基づく住居表示が実施されている。
郵便.