Là huyện miền núi, tiếp giáp với đồng bằng, bắc giáp huyện Ninh Hoà và tỉnh Đắk Lắk, đông giáp Diên Khánh, nam giáp Khánh Sơn, tây giáp Đắk Lắk và Lâm Đồng. Tổng diện tích tự nhiên của toàn huyện 1.165km2, tổng dân số 26.685 người, mật độ dân cư vào loại thấp nhất toàn tỉnh: 23 người/km2. Địa phận huyện nằm ở đầu nguồn của sông Cái Nha Trang với diện tích rừng chiếm 90% diện tích tự nhiên. Dân cư chủ yếu sống bằng nghề nông nghiệp và lâm nghiệp. Đồng bào các dân tộc thiểu số đã có cuộc sống định canh định cư, đã có tập quán sản xuất lúa nước tương đối ổn định và đang phát triển trồng mía thành vùng chuyên canh cây nguyên liệu tập trung theo qui hoạch của tỉnh. Huyện lỵ là thị trấn Khánh Vĩnh nằm trên đường tỉnh lộ 2, cách Nha Trang 35km về phía tây.
Khánh Vĩnh là căn cứ địa cách mạng của quân dân Khánh Hoà trong hai cuộc trường kỳ kháng chiến với các địa danh hào hùng như sân bay dã chiến Hòn Xã, Hòn Nhạn, Soi Mít, Hòn Dù, buôn Gia Lê, Hòn Bà và căn cứ lịch sử Hòn Dữ.
Khoáng sản của Khánh Vĩnh có thiếc, cao lanh... song sản phẩm chủ yếu của Khánh Vĩnh phải nói đến các loại gỗ quí hiếm. Tổng trữ lượng gỗ của rừng Khánh Vĩnh lên đến 10 triệu m3, trong đó 9 triệu m3 tập trung ở rừng rậm và rừng trung bình.
Núi sông Khánh Vĩnh rất hùng vĩ, tạo ra các kỳ quan thiên nhiên như: thác Ngựa, thác Hòn, thác Giang Bay... có nhiều tiềm năng phát triển thủy điện, kết hợp với thủy lợi và cải tạo nguồn nước cho hạ lưu sông Cái Nha Trang.
Các tổ chức kinh tế lớn của huyện chủ yếu là các lâm trường (Sông Khế, Sông Giang...) đang góp phần bảo vệ và trồng mới diện tích rừng, bảo vệ nguồn sống cho cộng đồng, góp phần phòng chống và giảm nhẹ tác hại của thiên tai.