Ocampo ocupa todo el sector noroeste del estado de Coahuila, completamente dentro del Bolsón de Mapimí y del Desierto de Chihuahua. Tiene una extensión territorial de 26,433.60 km², que representan el 17.44% del total del territorio de Coahuila, siendo el municipio más extenso del estado, y el tercer municipio más extenso de México.