Ο νομός Γρεβενών καταλαμβάνει το ΝΔ τμήμα της Δυτικής Μακεδονίας και συνορεύει βορειοανατολικά με το νομό Κοζάνης, ανατολικά με το νομό Κοζάνης και Λάρισας, ΝΔ και Δ με το νομό Ιωαννίνων και ΒΔ με το νομό Καστοριάς.
Η έκτασή του είναι 2.291 τ.χλμ. Το έδαφος του νομού είναι στο σύνολό του ορεινό και ημιορεινό (85%περίπου). Το ανάγλυφό του διαμορφώνεται από πολλές κορυφές του Βούρινου, των Καμβουνίων, των Χασίων και της Βόρειας Πίνδου όπου και βρίσκονται οι ψηλότερες κορυφές του νομού. Η οροσειρά εκτείνεται στο δυτικό τμήμα του νομού και αποτελεί ένα αδιαπέραστο τείχος, που δυσχεραίνει την επικοινωνία με την ‘Ηπειρο.   

Οι κορυφές Βασιλίτσα (2.249 μ.), Βούζιο (2.239 μ.), Αφτιά (2.005 μ.), Φλέγκα (2.158 μ.), Μαυροβούνι (2.050 μ.) και Μηλέα (2.160 μ.) υψώνονται στα όρια του νομού με το νομό Ιωαννίνων, ενώ οι κορυφές Κίρκουρη (1.860 μ.), Σκούρτζα (1. 799 μ.), ‘Ορλιακας (1.433 μ.), Αυγό (2.177 μ.), Πυροστιά (1.860 μ.) κ.ά. βρίσκονται ολοκληρωτικά στο έδαφος του νομού.
Τα Χάσια, βουνά χαμηλά, με ομαλές από τη διάβρωση κορυφές, χωρίζουν το νομό Γρεβενών από το νομό Τρικάλων. Τα Καμβούνια κατέχουν το ΒΑ τμήμα του νομού, με ψηλότερες κορυφές τις Βουνάσα (1.615 μ.), Μαυρολίθαρα (1.363 μ.), Προφήτης Ηλίας Λουτρού (1.055 μ.) Β της Δεσκάτης, Τρέτιμος (1.093 μ.) και Τσιότινα (933 μ.), νότια της Δεσκάτης.

Στο ΝΔ άκρο του νομού στα όρια με το νομό Τρικάλων υψώνεται το βουνό Μετερίζια (1.381 μ.). Στο νομό υπάρχουν λίγες πεδινές εκτάσεις. Μία από αυτές είναι και η ψηλή λεκάνη των Γρεβενών. Περικλείεται από τα παραπάνω βουνά και είναι ανοιχτή μόνο στο Βορρά προς την επαρχία Βοϊου του νομού Κοζάνης. Άλλες μικρές πεδιάδες είναι αυτές του Καρπερού, της Δήμητρας, της Κατάκαλης, της Παλιουριάς.Τα νερά του νομού αποστραγγίζονται από τον Αλιάκμονα και τους παραποτάμους του. Ο Αλιάκμονας εισέρχεται στο νομό από τα Βόρια, από την περιοχή Σιάτιστας (Κοζάνη). Διασχίζει τη δασώδη λεκάνη των Γρεβενών Ανατολικά της πόλης και δέχεται τα νερά της Β. Πίνδου από τους δεξιούς παραποτάμους του κυρίως. Σημαντικότεροι απ’ αυτούς είναι ο Γρεβενιώτικος ή Γρεβενίτης ή Γρεβενιώτικο ποτάμι, που διασχίζει την πόλη, ο Βενέτικος (ο μεγαλύτερος παραπόταμος) που διέρχεται Νότια των Γρεβενών και ο Σταυροπόταμος.Στο δυτικό άκρο του νομού και μέσα από τον κορμό της Β. Πίνδου πηγάζει ο ποταμός Αώος. Ο νομός Γρεβενών θεωρείται μία από τις πιο κρύες κλιματολογικά περιοχές της Ελλάδας. Ψυχρότερος μήνας του έτους είναι ο Ιανουάριος και θερμότερος ο Ιούλιος.

Ο νομός Γρεβενών είναι από τους νεότερους της Ελλάδας διοικητικά. Συγκροτήθηκε το 1964 με την απόσπαση της επαρχίας Γρεβενών από το νομό Κοζάνης, καθώς και του δήμου Δεσκάτης και των κοινοτήτων Δασοχωρίου και Παρασκευής από το νομό Λάρισας.

Σήμερα περιλαμβάνει την ομώνυμη επαρχία Γρεβενών. Σ’ αυτή εγγράφονται 8 δήμοι, και 7 κοινότητες. Ο πληθυσμός του νομού Γρεβενών ήταν κατά το 1991 36.797 κάτοικοι (το 12,5 % του πληθυσμού της Δυτ. Μακεδονίας και το 0,36% του πληθυσμού της Ελλάδας) και η πυκνότητα πληθυσμού είναι 16 κάτοικοι/τ.χλμ. Είναι ένας από τους πιο αραιοκατοικημένους νομούς στην Ελλάδα.

Στην πόλη των Γρεβενών κατοικεί το 26% του πληθυσμού (9.345 -απογραφή 1991) και η περιοχή θεωρείται ημιαστική. Ο αγροτικός πληθυσμός φτάνει το 61,2%. Ο συνολικός πληθυσμός του νομού παρουσιάζει αύξηση της τάξης του 6, 15% στη δεκαετία 1971-91.
Ο νομός είναι στο μεγαλύτερο βαθμό αγροτικός. Τα Γρεβενά ακολουθούν πορεία ανάπτυξης κόντρα στην αστυφιλία και τη μετανάστευση. Γεωργική και κτηνοτροφική περιοχή, αντικρίζει τα πρώτα έργα υποδομής (Οδοποιία -Αρδευτικά κ.λπ.). Προβλέπει όμως περισσότερο στην Τουριστική αξιοποίηση με ελπίδα την πανέμορφη αλπική φύση και την αρχαιολογική έρευνα.Επιστημονικό δυναμικό διασκορπισμένο σε κάθε άκρη της γης, αφουγκράζεται και αναζητά λόγους επιστροφής και τρόπους αξιοποίησης. Φιλόξενος και παραδοσιακός ο τρόπος ζωής προκαλεί και προσκαλεί τον περιηγητή, το χιονοδρόμο, τον τουρίστα, τον παραθεριστή.
Τα Γρεβενά βρίσκονται στο κέντρο σχεδόν του νομού και έχουν ακτινωτούς οδικούς άξονες επικοινωνίας με Κοζάνη, Λάρισα, Τρίκαλα και Γιάννενα.

Η πόλη των Γρεβενών είναι χτισμένη σε υψ. 534 μ. ανατολικά της Β. Πίνδου, στις όχθες του Γρεβενίτη, παραπόταμου του Αλιάκμονα.        

Η όμορφη πεζοδρομημένη πλατεία Αιμιλιανού, με απλωμένα γύρω της παραδοσιακά και σύγχρονα εστιατόρια-ταβέρνες, καλύπτουν τις ανάγκες διαμονής και εστίασης των επισκεπτών-τουριστών.

Το Ρολόι, σήμα κατατεθέν της πόλης, είναι χτισμένο στην πλατεία Ελευθερίας στο κέντρο της πόλης. Έχει σχήμα πενταγώνου, με μήκος πλευράς 2 μ. και το συνολικό του ύψος ξεπερνά τα 20 μ. Σε εντοιχισμένη επιγραφή διαβάζουμε ότι "Εκτίσθη το 1906, ανεκαινίσθη το 1969". Είναι από τα λίγα εναπομείναντα κτίσματα στην πόλη από την εποχή της Τουρκοκρατίας και πριν την απελευθέρωση λειτουργούσε ως τμήμα τούρκικου τζαμιού. Στο εσωτερικό του, που είναι κενό, υπάρχει κυκλική σκάλα, η οποία οδηγεί σε περιμετρική βεράντα λίγο πριν την κορυφή. Μετά τη βεράντα υψώνονται καμάρες που στηρίζουν έναν κωνικό τρούλο, στη βάση του οποίου είναι ενσωματωμένες μεγάλες πλάκες ρολογιού, συνδεδεμένες με μια καμπάνα.