位于辽东半岛东南部，黄海北部海面。东、南两面分别与山东半岛和朝鲜半岛隔海遥遥相望，西北与大连市区及庄河市隔海毗邻。南地处122°17′—123°17′，北纬38°55′—39°34′。
本县境所属岛屿地势多是山峦重叠，沟谷交错，海岸县曲折，山地丘陵约占陆地面积的十分之九，平地面积甚少。东、南部的海洋岛、獐子岛山势挺拔，沟壑纵横，崖壁峭立，山丘海拔高度一般在百米以上。海洋岛境内的苦娘顶海拔373米，为本县第一高峰。北部诸岛沿海一带较为平坦，并散布着小块平地。
属暖温带半湿润季风气候。由于地处亚欧大陆和太平洋之间的中纬度地带季风区，四面濒临广阔的海洋，受其调剂显著，气候温凉，降水适中，无霜期长，春季多雾，夏季多偏南风，冬季多偏北风，冬暖夏凉，气候宜人。年平均气温9.8℃，年平均降水量634毫米。年平均无霜期217天。寒潮、台风为主要自然灾害。
长海县总人口9万，其中汉族人口约占总人口的99％。其余均为满、蒙、回、苗、壮、瑶、达斡尔锡伯、朝鲜等少数民族。
长海县面积152平方千米，县城驻地大长山岛镇。
据原始时代贝丘遗址考证，长海县有6000余年人类史。历代王朝兴衰更替，疆域设置屡次变更。1945年11月解放，建立长山区；1949年正式设县，始称长山县，1953年改称长海县至今，隶属大连市管辖，县人民政府设在大长山岛镇。
本境四面环海，地处我国著名的北方渔场—海洋岛渔场之中，具有发展渔业的得天独厚条件。全县海域和潮间面积广阔，海洋生物资源较为丰富，在潮间带和沿岸海底，生长着真江蓠、羊栖藻、海带、鼠尾藻、石花菜等有价值的经济藻类。由于远离大陆，距海较近，工业以水产品加工、修造船业、渔具制造等为主。矿产资源主要有金刚砂、石英岩、花岗岩等。
全县各乡镇均有公路相连接。海上运输为县境内外交往的主要手段。以大长山四块石港为中心，全县各岛的海上航线连接成网，境外航线可延伸到大连、天津、青岛、石岛、丹东、威海、烟台、连云港、广州以及日本长崎、福冈等地。此外还有长海至大连，大长山至附近县地的主要客运航线。
长山群岛地处黄海，冬无严寒，夏无酷暑，海湾曲折，海水清澈，沙滩平缓，海蚀地貌，景观雄奇，拾海垂钓，趣味无穷，是避暑旅游理想之境地。境内有 大长山岛景区、祈样园、三元宫、守岛建岛纪念公园、双凤朝阳塔、西大山石碑遗址、北海浴场旅游度假区、环海公园、饮牛湾旅游度假区、广鹿岛景区、铁山仙女湖、广鹿马祖庙、小珠山贝丘遗址、月亮湾、獐子岛景区、鹰嘴石景区、海洋岛景区、小长山岛景区、陨石带、明珠双坨、海王九岛、海上石林、小珠山遗址等 旅游景点。特产盘鲍、刺参、扇贝等海珍品。
