纳木错地处被称作“世界屋脊”的青藏高原上，属于中国五大湖区的“青藏高原湖区”。

纳木错在北纬30°30′至30°35′和东经90°16′至91°03′之间。位于藏北高原的东南部，西藏自治区的中部，拉萨市区划的西北边界上和其以北的当雄县和那曲地区东南边界班戈县之间，距离拉萨240公里。约有五分之三的湖面在那曲地区的班戈县内，五分之二的湖面在拉萨市的当雄县内。纳木错向南距拉萨市区约100千米。纳木错湖南边和东边是高峻的冈底斯山脉和雄伟的念青唐古拉山脉，北边是起伏较小的藏北高原丘陵，整个区域形成了一个封闭性较好的内流区域 。

纳木错南面有终年积雪的念青唐古拉山，北侧和西侧有高原丘陵和广阔的湖滨。它的东南部是直插云宵，终年积雪的念青唐古拉山的主峰，北侧倚偎着和缓连绵的高原丘陵，广阔的草原绕湖四周，天湖象一面巨大宝镜，镶嵌在藏北的草原上。