Huyện Ngọc Hồi nằm ở ngã ba biên giới Việt Nam - Lào - Campuchia, giáp huyện Đắk Glei ở phía bắc, giáp huyện Tu Mơ Rông ở phía đông bắc, giáp huyện Đắk Tô ở phía đông, giáp huyện Sa Thầy ở phía nam, phía tây giáp Lào và Campuchia.
Diện tích của huyện là 824 km², dân số là 41.828 người. Phía tây vượt qua dãy Trường Sơn là đường biên giới chung với Lào dài 34 km và đường biên giới chung với Campuchia dài 13 km.
Trên địa bàn huyện có Quốc lộ 40 chạy theo hướng đông tây nối Cửa khẩu quốc tế Bờ Y với thị trấn Plei Kần và với thành phố Kon Tum. Quốc lộ 14 chạy theo hướng bắc nam trên địa bàn huyện.
Huyện Ngọc Hồi gồm thị trấn Plei Kần (huyện lỵ) và 7 xã: Đắk Ang, Đắk Dục, Đắk Kan, Đắk Nông, Đắk Xú, Pờ Y, Sa Loong.
Huyện Ngọc Hồi được thành lập trên cơ sở chia tách 3 huyện: Đắk Glei, Sa Thầy, Đắk Tô theo Quyết định số 316-HĐBT của Hội đồng Bộ trưởng ngày 15 tháng 10 năm 1991, gồm 3 xã Đắk Xú, Pờ Y (Bờ Y), Sa Loong của huyện Sa Thầy, xã Đắk Ang của huyện Đắk Tô và xã Dục Nông của huyện Đắk Glei.
Khi mới thành lập, huyện Ngọc Hồi có 5 xã: Đắk Ang, Đắk Xú, Dục Nông, Pờ Y, Sa Loong.
Ngày 17 tháng 10 năm 1991, thị trấn huyện lỵ Plei Kần được thành lập trên cơ sở tách từ xã Đắk Xú theo Quyết định số 514-TCCP.
Ngày 22 tháng 11 năm 1996, chia xã Dục Nông thành 2 xã Đắk Dục và Đắk Nông.
Ngày 8 tháng 1 năm 2004, thành lập xã Đắk Kan trên cơ sở 8.790 ha diện tích tự nhiên và 2.293 nhân khẩu của xã Đắk Xú, 250 ha diện tích tự nhiên và 635 nhân khẩu của xã Sa Loong.
Theo quy hoạch chung đô thị Kon Tum đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050, toàn bộ huyện Ngọc Hồi sẽ được nâng cấp lên thành thị xã Ngọc Hồi, gồm 4 phường: Chiên Chiết, Đắk Mốt, Đắk Tráp, Plei Kần và 7 xã: Đắk Ang, Đắk Dục, Đắk Kan, Đắk Nông, Đắk Xú, Pờ Y, Sa Loong.
Trung tâm thị trấn Plei Kần là điểm giao nhau của trục đường thông thương Bắc-Nam và Đông-Tây bao gồm đường Hồ Chí Minh (quốc lộ 14); quốc lộ 14C và đường xuyên Đông Dương (quốc lộ 40), thông qua cửa khẩu quốc tế Bờ Y qua Lào, Campuchia, Thái Lan cho đến tận Myanma.
