Diyarbakır merkeze 92 km uzaklıktadır. Fakat bu yol Ergani üzerinden sağlanan yoldur. 2013 yılında yapılan Eğil-Dicle Karayolu sayesinde bu mesafe 68 km'ye düşmüştür. 975 km²'lik bir alana yayılmış olan ilçenin topraklarının büyük bir bölümü dağlık ve ormanlıktır. Ovalar ise dağlar arasına yerleşmiş küçük parçalar halindedir. İlçenin deniz seviyesinden yüksekliği 972 metredir. Arazinin %30'u meşe ağaçları ile kaplıdır. Ormanlık alana sahip olması sebebiyle Diyarbakır’ın diğer ilçelerine göre daha fazla yağmur almaktadır.İlçenin kuzeyinde Elazığ'ın Alacakaya ve Arıcak ilçeleri; güneyinde Eğil ilçesi; batısında Ergani ve Elazığ'ın Maden ilçesi; doğusunda Hani Ve Kocaköy ilçeleri vardır. İlçe, Elazığ ili ile sınır olan bir ilçedir.