Der Kreis erstreckt sich an der Grenze zu Sachsen-Anhalt. Zwischen der Kreisstadt Helmstedt und Schöningen liegt das durch ehemalige Großtagebaue und Rekultivierungsflächen gekennzeichnete Abbaugebiet tertiärer Braunkohle (im Bereich der Helmstedt-Oscherslebener Mulde) mit dem Tagebau Schöningen (30. 8. 2016 stillgelegt) und dem Braunkohlenkraftwerk Buschhaus. Bereits 2002 wurde der Tagebau Helmstedt stillgelegt.