Ovacık coğrafyası; Batı Karadeniz Bölgesinde, Çankırı İli’nin kuzey batısında Karabük İli’nin güney doğusunda kurulu olup; doğusunda Araç, batısında Eskipazar, kuzeyinde Safranbolu, kuzey batısında Karabük İli, güneyinde Çerkeş ve Atkaracalar, güney doğusunda Bayramören İlçesi bulunmaktadır.
İlçe 41 kuzey paralelleri ile 32 doğu meridyenlerinin kesişim bölgesindedir. Arazi, IV. Jeolojik zamanda teşekkül etmiş olup; zemin krateri flişi, gre kum ve şiltlerden oluşmaktadır. İlçe, Eosen kalkerleri taban konglomerası üzerinde yer alır ve I.derecede deprem bölgesidir. En büyük deprem 1944 yılında meydana gelmiştir.
İlçe merkezinin deniz seviyesinden yüksekliği 1100 m. olup, yüzölçümü 393 km2'dir. İlçemizin en yüksek noktaları Boduroğlu Yaylası ve Kıraçtepedir ki 1400 rakımlı olup, Ilgaz ve Köroğlu Dağları’nın uzantısında yer almaktadır.
Bu nedenle ormanlık, dağlık,engebeli ve dağınık bir arazi yapısına sahip bulunmaktadır. Toplam yüzölçümünün dağılımına baktığımızda;%67’si ormanlık alan (252,69 ha.), %18 ‘i tarım dışı alan( 7000ha), %13’ü tarımsal alan (5000 ha) ve %2’si, çayır ve meralık alanla (600 ha) karşılaşmaktayız. Ormanlık alanlarımızın üst florası yoğunluklu olarak Karaçam,Sarıçam ve bunun yanında meşe ve kayın türlerinden oluşmakta olup ;alt florada Kızılcık, Kışburnu ve fındık türleri bunmaktadır.Dağlık ve yaylalık yapılar içerisinde en yüksek anlarımız 1400 rakıma sahip olan Kıraçtepesi (Çallı) ve Boduroğlu Yaylası’dır. Bunların yanında Ahmetler-Göktepe-Kocadağ ,Çam Doruğu, Dazkırı Tepe ,Kavaklar-Erenler Dağları ;Göllü Yayla ,Kireçli Su Yaylası, Çatak-Belen Yaylaları mevcuttur.
Bu dağlık alanların dışında yer yer düzlük alanlarda bulunmaktadır. Bu düzlük alanlar içinde önemli sayılabilecek olanı, İlçemizin kuzeyinden gelen Soğanlı (Melan) Çayı’nın yatağı boyunca doğuya doğru uzanan Melan Ovası’dır.
Soğanlı Çayı, kışın akan ve yazın kuruyan pek çok küçük çaplı çayların bulunduğu ilçemizin en büyük akarsuyudur. Bu çay Çerkeş-Atkaracalar-Bayramören ilçelerinden geçen Uluçay ile birleşerek ,İlçenin kuzeyinde Araç Çayı’na katılarak ,sonrasında Filyos üzerinden Karadeniz’e dökülür.Soğanlı Çayı dışındaki diğer su havzaları Küçüksu Köyü Karagöl Mahallesi mevkiinde Karagöl ve Sülük Köyü mevkiinde sülük göllerimiz bulunmaktadır.