Старосамбірський район розташований у південно-західній частині Львівської області в межах двох фізико- географічних зон – Прикарпаття й Українських Карпат.
Північна частина району лежить у межах Сансько-Дністровської височини, південна – у Верхньодністровських Бескидах.
Гірський рельєф характеризується округлими формами Карпатських хребтів, вершини яких досягають у середньому 800 м н. р. м. Найвища вершина Старосамбірщини – г. Магура Ломнянська (1022 м) – знаходиться біля с. Грозьова.
Географічно район належить до двох басейнів: ріки Вісли, куди впадає Вирва та Вигор, та ріки Дністер, куди впадає Стрвяж з притоками Мшанкою, Яблунькою, Ясеньчанкою та ріка Болозівка.
Район характеризується атлантико-континентальним кліматом, для якого характерні низький тиск, велика вологість повітря та прохолодне літо. Площа лісів складає 35,9% загальної площі району, переважають смерека, сосна, дуб, ялиця, бук, граб.
У Середньовіччі в регіоні активно видобували сіль, про що свідчать назви багатьох населених пунктів — Стара Сіль, Солянуватка, Стара Ропа (ропа - соляний розчин, з якого виварювали "біле золото").
З кінця ХІХ ст. до 1939 р. ці місця (села Спас, Бусовисько, Тершів, Сушиця, Лаврів) були найулюбленішими теренами для літнього відпочинку літературної, художньої та мистецької еліти Львова й Перемишля. Природні ресурси, зокрема наявність мінеральних джерел та відсутність індустріальних районів, сприяють тепер розвитку туризму в регіоні.
Через територію району проходять автомобільні дороги державного значення: Львів – Ужгород, Чернівці – Івано-Франківськ – Старий Самбір – Нижанковичі; Старий Самбір – Хирів – Смільниця.
Завдяки митному переходу Смільниця-Кроcцєнко (Польща) в районі швидкими темпами розвивається прикордонна інфраструктура. Найближчим часом планується також відкриття нового пункту у Нижанковичах.