Der Ostalbkreis ist, gemessen an seiner Fläche, nach dem Ortenaukreis und dem Landkreis Ravensburg der drittgrößte Landkreis in Baden-Württemberg. Er bildet zusammen mit dem Landkreis Heidenheim die Region Ostwürttemberg im Regierungsbezirk Stuttgart. Der Ostalbkreis grenzt im Norden an den Landkreis Schwäbisch Hall, im Osten an die bayerischen Landkreise Ansbach und Donau-Ries, im Süden an die Landkreise Heidenheim und Göppingen und im Westen an den Rems-Murr-Kreis.
Der Ostalbkreis hat hauptsächlich Anteil an der östlichen Schwäbischen Alb (daher sein Name Ostalbkreis) sowie am östlichen Welzheimer Wald, der zum Schwäbisch-Fränkischen Wald gehört, ebenso die Ellwanger Berge im Norden des Kreises. Im Süden des Kreises fließt die Rems in westliche Richtung, sie mündet bei Remseck am Neckar in den Neckar. Im östlichen Kreisgebiet fließen zwei weitere rechte Nebenflüsse des Neckars, die Jagst und der Kocher, zunächst in Richtung Norden, später ebenfalls in Richtung Westen. Im äußersten Osten reicht das Kreisgebiet noch ins Nördlinger Ries. An den drei Flüssen liegen die drei Zentren des Kreises, Aalen, Schwäbisch Gmünd und Ellwangen (Jagst).
Der höchste Punkt des Kreisgebiets liegt mit 781 m beim Wanderheim Franz-Keller-Haus auf dem Kalten Feld, der niedrigste mit 277 m beim Austritt der Rems aus dem Kreisgebiet bei Waldhausen.
Die Liste der Orte im Ostalbkreis enthält die ungefähr 920 Orte (Städte, Dörfer, Weiler, Höfe, Wohnplätze) des Ostalbkreises im geographischen Sinne.