索縣位于西藏東北部、那曲地區東北部、怒江上游的索曲（河）流域。索縣位于藏北高原和藏東高山峽谷的結合部，屬南羌塘大湖盆區。地形以山地為主，地勢西高東低，由西到東逐漸傾斜，平均海拔3572米。

空氣稀薄，雨雪較多，日溫差較大，冬春多大風。年無霜期僅40天左右，年日照時數2477.2小時，年降水量572.9毫米。常見的自然災害有大風、暴雨、雪災、冰雹、霜災等。