Peine befindet sich im Südwesten von Niedersachsen. Mit einer Fläche von 2121 km² ist er nach dem benachbarten Landkreis Emsland und der Region Hannover der drittgrößte Kommunalverband in Niedersachsen und umfasst 34 Gemeinden, darunter acht Städte. Der Kreis ist in 7 Gemeinden untergliedert. Die Kreisstadt ist Peine. Gesamtfläche des Kreises ist 536 km². Außerdem befindet sich Peine, malerisch gelegen in der Geestlandschaft zwischen Hannover und Braunschweig, befindet sich in der Region der Burgdorf-Peiner Geest. Südlich der Stadt schließt sich die fruchtbare Braunschweig-Hildesheimer Lößbörde an. Die Stadt wird von der Fuhse durchflossen, die ihr einen besonderen Charakter verleiht. Heute liegt Peine in unmittelbarer Nähe zu den beiden größten Oberzentren Niedersachsens. Die Landeshauptstadt Hannover, nur etwa 40 Kilometer westlich gelegen, und Braunschweig, etwa 25 Kilometer östlich, umrahmen die Stadt Peine. In der Umgebung finden sich weitere bedeutende Städte wie Hildesheim, Salzgitter, Gifhorn, Wolfsburg und Celle.