Nordvestterritoriene ligger i det nordlige Canada og grenser til Canadas to andre territorier, Yukon i vest og Nunavut i øst. I sør grenser de til provinsene Britisk Columbia, Alberta og Saskatchewan – denne grensen går langs den 60° nordlig bredde. Geografiske kjennetegn inkluderer de to store innsjøene Store Bjørnesjø og Store Slavesjø, elva Mackenzie og sluktene i Nahanni nasjonalpark som er en del av UNESCOs verdensarv. Territoriene omfatter noen av Canadas arktiske øyer: Banksøya, Bordenøya, Prins Patrickøya og deler av Victoriaøya og Melvilleøya. Det høyeste punktet er Mount Nirvana, som ligger nær grensen til Yukon, med sine 2773 moh.