Палласовский район расположен в восточной части Заволжья. Граничит с Республикой Казахстан. Административный центр — г. Палласовка, в 300 км от Волгограда.
Через территорию района проходит железная дорога, территориальная автомобильная трасса Волгоград — Энгельс — Самара.
Главные раритеты края — озеро Эльтон (самое крупное озеро Европы) и огромный массив
(5 тыс кв.км) ненарушенных зональных пустынных степей. Значительную экологическую ценность представляют лиманы и водно-болотные угодья, уникальные по составу и структуре биотических комплексов. Это позволило создать в 2001 году природный парк «Эльтон-ский». Охраняемая территория «Биологическая балка» — уникальный байрачный лес. На территории района действует бальнеологический санаторий «Эльтон», противотуберкулезный санаторий «Кумысолечебница».