Huyện nằm phía đông bắc tỉnh Hà Giang, phía bắc giáp tỉnh Vân Nam (Trung Quốc), phía đông bắc giáp huyện Đồng Văn, phía đông giáp huyện Mèo Vạc, đông nam giáp huyện Bảo Lâm (Cao Bằng), phía tây giáp huyện Quản Bạ và phía nam giáp huyện Bắc Mê. Huyện có diện tích 783,65 km², dân số là 90.200 người (năm 2018). Huyện ly là thị trấn Yên Minh nằm trên đường Quốc lộ 4 (4C) cách thành phố Hà Giang khoảng
98 km về hướng đông bắc. Tỉnh lộ 176 theo hướng nam đi huyện Bắc Mê. Trên hành trình du lịch khám phá Hà Giang theo cung đường Hạnh Phúc - Cao nguyên đá Đồng Văn ( quốc lộ 4C ), các khách du lịch thường chọn Yên Minh làm điểm dừng nghỉ qua đêm. Sau cung đường trong ngày đầu tiên từ thành phố Hà Giang qua Quản Bạ, việc nghỉ lại Yên Minh là một lựa chọn hợp lý bởi trong phân bố lịch trình trước khi vào ngày thứ 2 đi tiếp lên Đồng Văn, trung tâm của vùng cao nguyên đá. Vì vậy mà các dịch vụ lưu trú, ăn uống phục vụ du lịch ở Yên Minh rất phát triển.
