A área total do estado é de , sendo a 22ª maior do país, com extensão comparável à extensão territorial da Bósnia e Herzegovina. O município com a maior área é Mossoró, localizado na mesorregião do Oeste Potiguar e microrregião homônima, com de extensão, enquanto o menor é Senador Georgino Avelino, com , localizado na mesorregião do Leste Potiguar e microrregião do Litoral Sul. A população do estado recenseada em 2010 foi de habitantes, sendo o décimo sexto mais populoso do país. Entretanto, apenas três dos seus municípios apresentam uma população igual ou superior a cem mil habitantes: Natal, Mossoró e Parnamirim.

O Rio Grande do Norte tem como estados limítrofes o Ceará a oeste e a Paraíba a sul, além do Oceano Atlântico tanto a norte quanto a leste. A sede do governo do estado, exercida por Rosalba Ciarlini Rosado, encontra-se em Natal, que é a capital e município mais populoso do estado.