Kabupaten Boyolali berbatasan dengan Kabupaten Semarang, Kota Salatiga dan Kabupaten Grobogan di utara, Kabupaten Sragen, Kabupaten Karanganyar, Kabupaten Sukoharjo, dan Kota Surakarta (Solo) di timur, Kabupaten Klaten dan Daerah Istimewa Yogyakarta di selatan, serta Kabupaten Magelang dan Kabupaten Semarang di barat.
Kabupaten ini termasuk kawasan Solo Raya.