Region administracyjny Norrbotten położony jest w najdalej na północ wysuniętej części Norrland i składa się z krain historycznych (landskap) Norrbotten oraz północnej części Lappland.

Graniczy z regionem administracyjnym Västerbotten oraz Zatoką Botnicką, a także z terytorium Norwegii (okręg Nordland i Troms) oraz z Finlandią (region Laponia).

Norrbotten jest największym regionem administracyjnym Szwecji i zajmuje około jednej czwartej jej terytorium. Największą gminą pod względem powierzchni jest Kiruna, a najmniejszą Haparanda. Najbardziej zaludnioną jest gmina Luleå, a najmniej Arjeplog.

W Norrbotten znajduje się najwyższy szczyt Szwecji, Kebnekaise oraz najgłębsze jezioro, Hornavan, o głębokości 232 metrów.