这里位于内蒙古自治区锡林浩特市、赤峰市；河北省承德市、张家口市四地的中心；地理位置独特，境内有座德胜山与北京故宫和德胜门同处于国家宜居国土中轴线；是胡焕庸线、竺可桢380mm降雨线以及刘秉忠线的交汇之处。
这里位于北京正北方，直线距离180公里，多丰西线公路1996年竣工后，缩短了北京到多伦的距离，总里程359公里，成为内蒙古大草原距北京最近的县。
多伦县位于内蒙古自治区中部锡林郭勒盟东南端，西界正蓝旗、北接赤峰市克什克腾旗、南邻河北省沽源县、丰宁县、围场县毗邻。多伦自古就是人类聚居地，自新石器时代至晚清，均为国家战略要隘。据《中国地名由来词典》记载，县名源于多伦诺尔；蒙语为DolonSur,意为七个湖，又称七星潭、七水泊,因曾有七水泊(现已干涸)而得名；另说，因境内有多伦湖而得名。
据考，在新石器时代境内已有人类居住，为我国北方东胡、柔然、库莫奚、契丹等游牧民族聚集地，蒙元时期为蒙古民族重要聚集区和政治中心。清初为察哈尔左翼正白、镶黄、正蓝三旗牧地。1691年，清康熙皇帝举行了著名的多伦诺尔会盟，从此多伦诺尔发展成为蒙古地区藏佛教之都、旅蒙商之都、民族手工业之都和军事重镇。
康熙四十九年，在多伦诺尔设立兴化镇，属直隶省。雍正十年，设立归化城理事厅和多伦诺尔理事厅，是直隶省最北的行政司法机构，管辖域包括多伦诺尔城、察哈尔左翼正蓝旗、正白旗、镶白旗、镶黄旗等地。光绪七年改为多伦诺尔抚民厅。
民国二年，多伦诺尔抚民厅改为多伦县。民国三年，设察哈尔特别行政区，民国十七年，察哈尔特别行政区改察哈尔省；其间，多伦县为该地区第二大城市。1945年8月，在多伦城区设立多伦苏维埃市，下辖多伦诺尔旗。
1949年5月撤销多伦市建制，改设城关区。1950年8月，多伦县划归内蒙古自治区，属察哈尔盟。1958年10月，锡林郭勒盟和察哈尔盟合并，属锡林郭勒盟至今。2011年9月，多伦县确定建设锡盟南部区域中心城市。2012年10月，恢复西干沟乡。2013年11月，被确定为全区扩权强县试点县。
多伦县地处内蒙古高原的南缘、阴山北麓东端；地形是四周高、中间低；南部高、北部低；西干沟乡大石砬水泉沟东海拔1799.9米。这里是中国北方典型的农牧交错区，属温带半干旱向半湿润过渡的典型大陆性气候，年均降水量378毫米；年平均日照2943小时。
一半森林，一半绿水；这里有亚洲唯一幸存下来的天然原始榆树林；有沙漠中的地下森林。她属锡盟境内丰水带，其地表水的径流量却占全盟的近一半；她是海河流域滦河水系的源头，是引滦入津的重要枢纽。她属锡盟境内丰水带，其地表水的径流量却占全盟的近一半；境内滦河干流在县长80千米，有上都高勒、慧温高勒、羊肠河，建有双山水库、大河口水电站。非金属矿藏主要有褐煤、石灰岩、珍珠岩、沸石、玛瑙石等；金属矿藏主要有铅、锡、金等。
多伦是一座古城，曾入选全国全域旅游示范县；清康熙帝敕令北京八大商号汇聚，形成草原丝绸之路京北桥头堡，又为纪念多伦诺尔会盟敕建汇宗寺；雍正九年，雍正皇帝又敕建善因寺。一座县城同时拥有两处皇家寺院，人称漠南商埠，又被民间称为草原佛都。
2018年9月26日，荣获2018年中国天然氧吧创建地区称号；境内旅游资源丰富，有大渡口生态旅游景区、康熙会盟园景区、西山湾沙岛景区、呼痕湖旅游景区、姑娘湖等；古迹有金界壕、元东凉亭、明枕河驿遗址及善因寺、汇宗寺、山西会馆等。