ilçesi, kuzeyinde Tunceli'nin Çemişgezek'i, kuzeybatısında Ağın, güneyde ise Baskil ilçesi vardır. İlçenin yüzölçümü 548 km²'dir. İlçede bulunan Keban Barajı, Elâzığ ilinin Keban ilçesinde, Fırat Nehri üzerinde, 1965-1975 yılları arasında inşa edilmiş olan elektrik enerjisi üretimi amaçlı barajdır. Beton ağırlık ve kaya dolgu tipi olan barajın gövde hacmi 16.679.000 m³, akarsu yatağından yüksekliği 210,00 m, normal su kotunda göl hacmi 31.000,00 hm³ normal su kotunda göl alanı 675,00 km²'dir.
1936 yılında ilçe olmuştur. İlçenin bugün itibarıyla 1 beldesi, 2 bucağı, 88 köyü, 5 mezrası bulunmaktadır. Karakoçan'a bağlı tek belde olan yerleşim yeri Sarıcan adını taşımaktadır. Sarıcan Beldesi iki mahalleden oluşmaktadır. Bunun dışında Çan ve Başyurt adıyla iki adet bucağı bulunmaktadır. Karakoçan, merkezinde tarihi yönden önem taşıyan herhangi bir yerleşim birimi olmamasına karşın; yakın köylerinde ve civarında tarihi yönden önem taşıyan birçok yerleşim birimi bulunmaktadır. Bunların başında Karakoçan ilçesi ile Mazgirt ilçesi (Tunceli) sınırını teşkil eden Peri çayı üzerinde yapılmış olan ve ilçeye 12 km uzaklıkta bulunan Bağin Kalesi gösterilebilir. Ayrıca ilçeye bağlı birçok köyde bulunan tarihi kiliselerde diğer eserler olarak karşımıza çıkmaktadırlar. İlçede, Peri Çayı kenarında bulunan Golan kaplıcalarını her yıl binlerce kişi sağlık amacıyla ziyaret etmektedir. Yine ilçe merkezinde Kalecik Barajı Çamlığı, Beyaz Çeşme Mesire Yeri, Güzelbaba Ormanı yaz aylarında halkın rağbet ettiği dinlenme yerleridir.

Palu, ikisi kasaba diğeri merkez olmak üzere 3 belediye, 35 köy ve onlara bağlı 30 mezradan oluşmaktadır. Güneyde Arıcak ve Alacakaya Elâzığ il merkezi, kuzeyde Kovancılar ilçesi ile komşudur. Tarihi milattan önceki yıllara dayanır. Bölgede bilinen en eski kavimler Hurriler, Hititler ve Urartulardır. Özellikle Tuşba (bugünkü Van) şehri olan Uratula'da Urartu Kralı Menaus'a ait taş kitabe vardır. Bu kitabeden Palu'ya Sebitaruas, Harput çevresinine de Surani adı verildiği öğrenilmektedir. Sophene Krallığının başkentliğini yapan ilçe, Sophene Krallığından MÖ 300 yıllarda yazılmış olan ve halen İranın kuzeyinde bulunan Darius kitabelerinde de bahsedilmektedir. Tarihi kalıntılarından bir tanesi Palu Kalesi'dir.
Kovancılar, Elazığ ilinin en büyük ilçesidir. Yörenin tarihi milattan önceki yıllara dayanır. 1934 yılında Romanya ile Türkiye arasında yapılan mübadele anlaşması çerçevesinde orada bulunan Türk Ahaliden 300 hanelik bir kafile yerleştirilmek üzere Elâzığ iline nakledilmiştir. Mevsimin kış olması nedeniyle önce civar köylerde geçici iskana tabi tutulan Göçmenler daha sonra şimdiki İlçe Merkezine yerleştirilmiştir. 1935 yılının İlkbahar ayında 300 hanelik köyün temeli atılmıştır. Zamanın şartlarına göre duvarları kerpiçten ve çatıları kargirden yapılan evlerin inşaatları kısa zamanda tamamlanarak hak sahiplerine teslim edilmiştir. 
Söz konusu bu yeni yerleşim yerine Göçmenlerin Romanya’da ikamet ettikleri köy olan Kovancılar’ın adı verilmiştir. 1935 yılında tamamen boş bir arazi üzerine kurulmuş bulunan Kovancılar’ın imar planı zamanın imkânları ile en iyi şekilde hazırlanmış olup, Elâzığ İlinin örnek bir yerleşim alanı olmuştur. 1968 yılında Belediye Teşkilatı kurulmuş olup, daha sonra "19.06.1987" tarih ve "3392 Sayılı Kanun" ile ilçe Statüsüne kavuşmuştur.

Sivrice, 1936 yılı Şubat ayı içerisinde Dedeyolu köyünde kurulmuştur. 1938 tarihinde şimdiki yeri olan Hazar Gölü sahiline nakledilmiştir. İlçenin kuruluş tarihi çok eski olmamakla birlikte göl içinde bulunan adacıkta ve devamında eski bir yerleşim yeri mevcuttur. Hangi tarihte kimlerin yaşadığı kesin olarak tespit edilememiştir. Adacıkta yıkılmış halde bir manastır, devamında da su içinde büyük bölümü sağlam halde evler ve diğer yapıların kalıntıları vardır. Son yıllarda çevre illerin önemli bir turizm merkezi olan ve olma yolunda gelişmeler kaydeden Sivrice ilçesinde yaz aylarında halkın günü birlik olarak tatil yapabileceği mesire yerleri ve çadır kent yerleri mevcuttur.

Şimdiki Harput Mahallesi sınırlarında bulunan Harput Antik Kenti, Elâzığ'ın ilk yerleşim yeridir. Mevcut tarihi kaynaklara göre Harput'un en eski sakinleri MÖ 2000'li yıllarından itibaren Doğu Anadolu'ya yerleşen Hurriler'dir. Hurriler'den sonra bölge Hitit hakimiyeti altına girmiştir. Çok uzun sürmeyen Hitit hakimiyetinden sonra MÖ 9. yüzyıldan itibaren Doğu Anadolu'da devlet kuran Urartular Harput'da uzun süre hüküm sürmüştür. Günümüzde antik kentte birçok medeniyete ev sahipliği yapmış tarihi kalıntı ve doğal yapılar bulunmaktadır.

Urartular tarafından dikdörtgen bir plan üzerine kurularak yapılmış olan mimari yapıdır. Şu anki Elâzığ il sınırları içerisindeki tarihi Harput Mahallesinde bulunmaktadır. Kale, iç ve dış kale olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Rivayete göre yapımında kullanılan harca su yerine süt eklenmiştir bu nedenle "Süt Kalesi" olarak da adlandırılır. Yine bir rivayete göre, Süt Kalesi harcında su yerine süt kullanılma sebebi dönemde yaşanan su kıtlığı olduğu söylenir. Kale, MÖ 8. yüzyılda Urartu Krallığı tarafından inşa edilmiştir. MÖ 6. yüzyıldan itibaren Pers hakimiyeti altına girmiştir. MÖ 1. yüzyıl ile MS 11. yüzyıl arasında Part, Roma, Sasani, Bizans ve Abbasiler ve 11. yüzyılın sonuna kadar Bizans hakimiyeti altında devam etmiştir. 1085 yılında Çubukoğulları, 1112 yılında Artukoğulları, 1234 yılında Selçukluların egemenliği altında kalmıştır. Kale, Artuklu Beyi Belek Gazi'nin ve Selçuklu Beyi Alaeddin Keykubad'ın hükumet merkezi olmuş, 1366 yılında Dulkadiroğulları ve Akkoyunlu Devletleri arasında mücadelelerden dolayı sık sık hakimiyet değişikliği yaşanmıştır. Kale 1465 yılında Akkoyunlu hükümdarı Hasan Bahadır Han tarafından ele geçirilerek Akkoyunlu idaresine alınmıştır. Harput Bölgesi ve Kalesi 1515 yılında Yavuz Sultan Selim tarafından Osmanlı İmparatorluğu'nun idaresine alınmıştır. İç kale ve dış surlar olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Dörtgen planlı kalenin girişi, doğuda Harput yönündedir. Konumu itibarıyla Elazığ Ovasına hakim bir bölgede inşa edilmiştir. Günümüzde yapılan kazı çalışmalarında içinde çeşitli zindanlar, yaşam ve tedavi alanları bulunmuştur.
İki giriş kapısı olan soyunma, ılıklık ve yıkanma bölmelerinden oluşmuş Harput'ta bulunan kubbeli tipik Osmanlı hamamlarındandır.
Harput'ta tarihi Sarahatun Camii yanında bulunan Yavuz Sultan Selim dönemi sipahisi Cimşit Bey tarafından 16. yüzyılda yaptırılmış kare planlı soyunma ve kubbe örtülü yıkanma bölmesi bulunan Osmanli Mimarisi'nin görüldüğü tarihi hamamlardandır.
Kolan (Golan) Kaplıcası, Elâzığ'ın Karakoçan ilçesine 18 km uzaklıktaki Kolan'da bulunmaktadır. Mide, karaciğer, kadın ve cilt hastalıklarına olumlu etkisi olduğu bilinmektedir.
Hatput Kalesi'nin kuzeyinde yer alan 410 mg iletkenliğe, 7.9 PH ve 50 santigrat derece sıcaklık değerlerine sahip suyu ile mide, bağırsak, karaciğer hastalıklarına ve ruh ve sinir hastalarına olumlu etkisi olduğu bilinen kaplıcadır.
Harput’ta Artuklu Hükümdarı Fahrettin Karaaslan tarafından H. 551 (M. 1156-1157) yılında yaptırılan camii, Anadolu'daki en eski ve en önemli yapılardan birisidir. Cami; dikdörtgen planlı, dışa kapalı görünümlü olup, minaresinin eğri durumda oluşu ve tuğlalarının süsleme öğesi olarak kullanılması bakımından ilgi çekicidir. Harim son cemaat ve avlu olmak üzere üç bölümden yapılmıştır. Caminin iç duvarları kemerlerle birbirine bağlanmıştır. Cami halen ibadete açıktır.caminin minaresi yaptırılmasına rağmen eğri duruma geri dönmüştür.
Akkoyunlu devrine ait cami, Akkoyunlu Hükümdarı Bahadır Han’ın (Uzun Hasan) annesi Sara Hatun tarafından 1465 yılında mescit olarak yaptırılmıştır. 1585 yılında tamir edilmiş, 1843 yılında da yapılan onarımla bugünkü halini almıştır. Cami, kare planlı olup orta kısmının üzeri dört kalın sütuna dayanan kubbe ile kenarları ise tonozla örtülüdür. Mihrap sade bir iniş halindedir. Minberi, taş işçiliğinin güzel örneklerindendir. Minaresi iki renk kesme taştan yapılmıştır.
Harput’ta Osmanlı devri camilerinin en güzel örneklerinden biridir. 1738-1739 yıllarında yapılmıştır. Cami, kare yapılı, üzeri büyük bir kubbe ile örtülü ve kubbeye giriş trompludur. Kubbe kasnağında dört penceresi olup, mihrabı sade bir niş biçimindedir. Son cemaat mahalli üç kubbelidir. Kubbelerin üzeri kurşunla kaplıdır. Harim kapısı yonca şeklinde olup, minaresi kesme taştan yapılmıştır.
Harput’ta Kitapçıgil parkının girişinde bulunan camide çeşitli yapı devirlerinin izleri görülmektedir. Küçük ebatta ve dikdörtgen planlıdır. Artukoğulları döneminde yapılmasına karşılık, 19. yüzyılda büyük bir onarım görmüştür. Tavandaki ahşap işçiliği, bu devrin onarımına aittir. Caminin kapısı batıda yer almakta olup, bir yonca yaprağı şeklindedir. Kapı üzerinde merdiven ve minare bulunmaktadır. Minare, şerefeye kadar sıra ile siyah-beyaz taşla, şerefe ise dama şeklinde, siyah-beyaz kesme taşla örülüdür.
Harput’a girişte ana yolun solunda yer alan cami’nin kubbesi çökmüş olup, yalnızca zarif minaresi ayaktadır. Minare kare kaideli ve sekizgen gövdelidir. Harput Müzesindeki kitabesine göre 967 H. (1559 M.) yılında Pervane Ağa tarafından inşa edilmiştir. Cami aslına uygun olarak restore edilerek ibadete açılmıştır.
Palu ilçesindedir. Dikdörtgen planlı ve düz damlıdır. İçten sütunlarla ve payelerle üç nefe ayrılmıştır. Mihrap taş işçiliği yönünden ilgi çekicidir. Yeşil sırlı tuğla ile örülmüştür. Palu kalesi özelliğini kaybetmeden günümüze gelmiş ender kalelerden biridir.

Selçuklu hükümdarlarından IV. Kılıçarslan’ın oğlu, III. Gıyaseddin Keyhüsrev zamanında H. 678 yılında inşa edilmiştir. Minaresi dıştan türbe ile mescidin tam orta kısmına gelen bölümde yapılmıştır. Kapısı mescidin içindedir. Kaidesi alttan beş sıra taş üstünde alçı ve sıva izi görülen ve hemen hiçbir Selçuklu Mescidinde bulunmayan, emsalsiz sırça bordürlüdür. Mescit kare planlıdır. Selçuk üçgenleri ile kubbeye geçilir. Kubbe içinin kornişlerinin çinili olduğu bilinmektedir. Korniş ve çinilerle düzenlenen mihrabın üst kısmı, beş dişlidir. Büyük kemeri vardır. Arabesk plame