Landkreisen ligger i området mellem floderne Elben og Wesers udmunding i Nordsøen. Ved Wesers udmunding mod vest, rager den kreisfri havneby Bremerhaven (Hansestadt Bremen) ind i kreisområdet. Kystlinken løber mod nord til Cuxhaven, og her kommer Elben fra øst og danner den nordlige afgrænsning. Mod øst ligger Landkreis Stade , mod sydøst Landkreis Rotenburg (Wümme) og mod syd Landkreis Osterholz. Vest for Weser ligger Landkreis Wesermarsch.