Là huyện nội địa, bắc giáp Ninh Hoà, đông giáp Nha Trang, Nam giáp Cam Ranh và Khánh Sơn, tây giáp Khánh Vĩnh. Tổng diện tích tự nhiên  513km², tổng dân số 34.177 người, mật độ dân cư 264 người/ km². Dân cư sống chủ yếu bằng nông nghiệp, thương nghiệp và tiểu thủ công nghiệp.

Huyện lỵ là thị trấn Diên Khánh, ngôi thành cổ do Chúa Nguyễn Ánh xây dựng năm 1793 theo kiểu Vauban, một hình mẫu thành quân sự nổi tiếng vào thế kỷ 17, 18 ở Tây Âu. Thành Diên Khánh và thành Nội Huế là hai ngôi thành trì phong kiến nguyên vẹn còn sót lại cho đến ngày nay trên lãnh thổ Việt Nam. Thị trấn Thành cách Nha Trang 10 km về phía tây, ngay bên phải quốc lộ số 1A từ Bắc vào Nam.  

Những địa danh nổi tiếng của huyện Diên Khánh gắn liền với truyền thống hào hùng của nhân dân Khánh Hoà như ngã ba Cây Dầu Đôi, chiến khu Hòn Dữ, căn cứ Tứ thôn Đại Điền, Thành cổ…

Diên Khánh là một vùng địa hình núi sông hùng vĩ, đặc biệt có con sông Cái là con sông lớn nhất tỉnh và các chi lưu của nó chảy qua. Có nhiều danh sơn như Hòn Ông, Hòn Bà, Hòn Cô, Hòn Cậu (đủ thế Tứ linh), trong đó có ngọn núi cao như Hòn Bà 1.574m.

Núi sông Diên Khánh tạo ra rất nhiều kỳ quan thiên nhiên như Đại An, Am Chúa, suối Ngỗ, suối Đỗ, suối Tiên, núi Trường Tiên. Diên Khánh còn là vùng đất có nhiều chứng tích lịch sử lớn của non nước Khánh Hoà như khu lưu niệm Yersin, bia Võ Cạnh, miếu thờ Huỳnh Thúc Kháng, miếu thờ Trịnh Phong, đền thờ Trần Quý Cáp, Văn Miếu…

Diên Khánh có nhiều sét cao lanh để phát triển nghề gốm sứ và vật liệu xây dựng. Ngoài ra, nước khoáng chất lượng cao là nguồn tài nguyên vô tận phong phú nhất của Diên Khánh đang được khai thác phục vụ nhân sinh ở Đảnh Thạnh – Diên Tân.

Diên Khánh có KCN Suối Dầu được thành lập năm 1998, lĩnh vực đầu tư đa ngành với tổng mức vốn đầu tư 197 tỷ đồng, qui mô 150 ha có thể mở rộng đến 300 ha. Hạ tầng KCN hiện đã cơ bản hoàn chỉnh việc xây dựng hạ tầng giai đoạn 1 (80 ha với tổng vốn đầu tư 99 tỷ đồng).