Das Département du Nord-Ouest hat eine Fläche von 2.176 km². Die Insel Tortuga gehört zu diesem Département. Das Departement liegt auf der nördlichen oder nordwestlichen Halbinsel. Es ist eine sehr trockene Region, mit Ausnahme der Insel Tortuga und der Gegend um Port-de-Paix.
Das Departement grenzt im Norden an den Atlantischen Ozean, im Osten an das Departement Nord und im Süden an das Departement Artibonit und den Golf von Gonâve. Im Osten befindet sich die Windwardpassage, die die Inseln Hispaniola und Kuba trennt. In klaren Nächten ist es möglich, die Provinz Guantánamo auf Kuba zu sehen.
Das Massif du Nord-Ouest (auf Englisch: "Northwestern mountain range") mit mehreren kleineren Gebirgsketten bedeckt den größten Teil des Departements. Sein westliches Ende ist fast flach und wird Plateau de Bombardopolis ("Plateau von Bombardopolis") genannt.
Die wichtigsten sind das Jean-Rabel-Tal und das Tal der Trois-Rivières im nördlichen Teil und die Ebene von L'Arbre im südlichen Teil des Departements.
Der Fluss Trois-Rivières, einer der wichtigsten Flüsse Haitis, befindet sich in diesem Departement. Andere kleinere Flüsse sind Jean Rabel und du Mole.