Der Kreis liegt im Weser- und Leinebergland. Der Solling im Westen (bis 528 m über dem Meeresspiegel) ist beliebtes Naherholungsgebiet. Leitlinie des Nord-Süd-Verkehrs (zwischen Göttingen und Hannover) ist der tektonisch entstandene Leinegraben. Die Kreisstadt Northeim und Kreiensen sind Eisenbahnknotenpunkte. Die fruchtbaren Lössböden im Leinetal, an der Rhume und im Sollingvorland