牙克石市位於內蒙古呼倫貝爾市中部，大興安嶺中脊中段西坡，北緯47°39′～50°21′，東經120°28′～122°29′。市域沿大興安嶺主脈南北分布，東連嫩江流域，與阿榮旗、鄂倫春自治旗接壤，南與紮蘭屯市相連，西鄰額爾古納市、陳巴爾虎旗、鄂溫克族自治旗，北接根河市。南北長352公裏，東西寬147公裏，總面積27590平方公裏。
牙克石火車站現階段為三等站。牙克石位於濱洲、牙林兩條鐵路幹線的連接處，是兩幹線主要的交通樞紐，市域鐵路有濱洲、牙林鐵路、伊加鐵路、博林、卓匯5條幹支線，總長653公裏，通往滿洲裏、海拉爾、齊齊哈爾、北京、呼和浩特、包頭、伊圖裏河、根河、加格達奇、大連、沈陽等地區，是內地通往林區的門戶和中國東北最大陸路口岸—滿洲裏市的必由之路。市區有鐵路專用線12條，總長14，087米。