Аршанскі раён размешчаны на паўднёвым усходзе Віцебскай вобласці ў вярхоўях Дняпра. Яго тэрыторыя знаходзіцца паміж нізінай ракі Лучоса і Аршанска-Магілёўскім плато. Па характары рэльефу ў раёне вылучаецца два подраёны: Аршанская ўзвышшы на поўначы і захадзе раёна, і Аршанска-Магілёўская раўніна на паўднёвым усходзе раёна. Мяжуе на поўначы з Сенненскага і Ліозненскім, на захадзе - з Талачынскім, на ўсходзе - з Дубровенскі раён Віцебскай вобласці, на паўднёвым усходзе - з Гарэцкім, на поўдні - са Шклоўскім раёнамі Магілёўскай вобласці.
Плошча раёна - 1707 квадратных кіламетраў. Сельскагаспадарчых угоддзяў - 93,8 тысячы гектараў, у тым ліку 70,7 тысячы гектараў раллі. На тэрыторыі раёна знаходзяцца 260 населеных пунктаў, 3 з якіх - гарадскія пасёлкі.
Самая высокая кропка раёна - 237,5 метраў над узроўнем мора, самая нізкая - 146 метраў. Аршанская ўзвышша - гэта частка марэннага грады, рэшткі ледніка, аб дзеяннях якога нагадваюць валуны рознай велічыні на палях Аршаншчыны. Найбольш буйныя з іх з'яўляюцца помнікамі прыроды (напрыклад, паблізу вёскі Кудаева). Большая частка тэрыторыі раёна занята поймавымі, мурожных лугамі і хмызнякамі. Клімат Аршанскага раёна умерана кантынентальны, сярэднегадавая тэмпература студзеня -7,8 С, ліпеня - +18 С. Ападкаў выпадае за год 627 мм. Вегетацыйны перыяд складае 184 дні.
Да рачной сістэмы Балтыйскага мора адносяцца Ррэкі і ручаі, якія належаць басейну ракі Заходняя Дзвіна – гэта рэкі Глухая, Зарамнянка, Добрынка, Бярозаўка, Вярхiта. Да басейна ракі Днепр адносiцца асноўная частка рэк. Найбольш буйныя з іх - Лешча, Дзярноўка, Аршыца, Адроў, Крапівенка.
У раёне знаходзяцца 42 вадаёма, з іх – 13 азёр. Самыя вялікія па плошчы азёры - Вялікае Арэхаўскае, Дзевiнскае, Кузьміно, Карэсиiна, Перавалачнае.
Лясы займаюць 27% тэрыторыі Аршанскага раёна. У асноўным – хваёвыя і яловыя, сустракаюцца бярозавыя, асінавыя, альховыя.
Разнастайны раслінны і жывёльны свет Аршаншчыны. У лясах Аршанскага раёна сустракаюцца лось, казуля, высакародны алень. Таксама на тэрыторыі раёна жыве 4 віды жывёл і расце 6 відаў раслін, уключаных у Чырвоную кнігу Рэспублікі Беларусь.
