อำเภอน้ำพอง ตั้งอยู่ทางทิศเหนือของจังหวัด มีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียงดังต่อไปนี้
ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอเขาสวนกวาง และอำเภอโนนสะอาด (จังหวัดอุดรธานี)
ทิศตะวันออก ติดต่อกับอำเภอกระนวนและอำเภอซำสูง
ทิศใต้ ติดต่อกับอำเภอซำสูงและอำเภอเมืองขอนแก่น
ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภออุบลรัตน์
น้ำพอง ตั้งอยู่ในจังหวัดขอนแก่น อดีตเป็นอำเภอที่เคยมีอาณาเขตพื้นที่ขนาดใหญ่ในจังหวัด พื้นที่อำเภอน้ำพองครอบคลุมพื้นที่อำเภอกระนวน อำเภอเขาสวนกวาง อำเภออุบลรัตน์ อำเภอซำสูง จังหวัดขอนแก่น บางส่วนของอำเภอโนนสะอาด บางส่วนของอำเภอกุมภวาปี จังหวัดอุดรธานี ในปัจจุบัน ซึ่งแยกการปกครองออกเรื่อยมา และเป็นอำเภอที่มีทั้งถนนมิตรภาพและทางรถไฟสายตะวันออกเฉียงเหนือพาดผ่าน นอกจากนี้ยังเป็นที่ตั้งของโบราณสถานสำคัญอย่างพระธาตุขามแก่นและกู่ประภาชัย