बारन जिला 25.1°N 76.52°E पर स्थित है और इसकी औसत ऊँचाई 262 मीटर है। यह कोटा पठार का हिस्सा है जो विंध्य पर्वत श्रृंखला के भीतर है और रामगढ़ क्रेटर के लिए प्रसिद्ध है, जो एक क्षुद्रग्रह के प्रभाव से बना है।
जिले से कई नदियाँ बहती हैं, जिनमें काली सिंध, पार्वती, परवान, अंधेरी और बान‑गंगा शामिल हैं, जो इसकी जल संसाधनों में योगदान देती हैं।
बारन का अधिकांश समय शुष्क जलवायु रहता है, जिसमें स्पष्ट मौसमी पैटर्न हैं। सर्दी मध्य नवम्बर से फरवरी तक चलती है, जबकि गर्मी मार्च से मध्य जून तक रहती है। मानसून का मौसम मध्य जून से सितंबर तक होता है, जिसके बाद अक्टूबर से मध्य नवम्बर तक पोस्ट‑मानसून या पीछे हटने वाला मानसून अवधि होती है।
औसत वार्षिक वर्षा 895.2 मिमी है। जनवरी सबसे ठंडा महीना है, जिसमें औसत दैनिक अधिकतम 24.3 °C और न्यूनतम 10.6 °C है।