อำเภอพนมดงรักตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ของจังหวัด มีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียง ดังนี้
ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอปราสาท
ทิศตะวันออก ติดต่อกับอำเภอกาบเชิง
ทิศใต้ ติดต่อกับจังหวัดอุดรมีชัย (ประเทศกัมพูชา)
ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอบ้านกรวด (จังหวัดบุรีรัมย์)