Граничит на юге с Большесолдатским, на западе — со Льговским, на севере — с Конышевским и Фатежским, а на востоке — с Октябрьским районами.
Образован 23 марта 1977 г. путем отчуждения восточных земель Льговского района. Протяженность с севера на юг 50 км, с запада на восток 20 км. Площадь 678 км2. Население 70700 чел.
С востока на запад Курчатовский район пересекают автомобильная трасса и железная дорога «Курск — Курчатов — Киев».
Район расположен на южном склоне Среднерусской возвышенности в умеренном поясе недостаточного увлажнения, в лесостепной области в слабозасушливой подобласти.
Преобладающие ветра летнего периода — юго-западные, зимнего периода — северо-западные.
Для водораздельных площадей Курчатовского района характерны эрозийные формы рельефа, т. е. преобладает рельеф овражно-балочного типа. Водораздельные пространства представлены плато водоразделов и склонами всевозможных уклонов (от слабопологих до очень крупных) и экспозиций.
Основной водной артерией является р. Сейм, в которую на территории района впадают реки Реут, Ломня, Пенка, Дичня и ручьи, а также созданные на реках и ручьях пруды.
В черте г. Курчатова создано Курское водохранилище площадью почти в 30 км2, соединённое узким каналом с р. Сейм. Водохранилище предназначено для обеспечения водой систем охлаждения атомных реакторов и работы турбогенераторов расположенной близ города Курской атомной электростанции. Общая площадь водных объектов Курчатовского района составляет 444 га.
Растительность Курчатовского района характерна для подзоны типичной лесостепи. В районе имеется 6787 га лесных земель, в т. ч. 5812 га земель государственного лесного фонда. 2002 га земель занято древесно-кустарниковой растительностью, не входящей в лесной фонд.
Курчатовский район богат сосновыми и смешанными лесами, в которых расположен ряд санаториев, домов отдыха и детских лагерей областного значения. Наибольшее число таких лечебных учреждений сосредоточено вокруг п. Дичня, который известен своими сосновыми борами и озерами.
Широкой известностью пользуется природный лесопарк у с. Макаровка, где находится Областной противотуберкулезный санаторий. Лесопарк занимает площадь 37 га леса с 200-летними дубами и со 174 видами редких растений, в т. ч. не зарегистрированными даже в Центрально-Черноземном биосферном заповеднике.
В зоне водохранилища обнаружено более 50 видов разных грибов и некоторые виды растений, занесенные в Красную книгу Курской области.
Травянистая растительность — злаково-разнотравная с примесью бобовых. Естественная растительность луговых степей сохранилась по склонам и днищам балок и в поймах рек.
Т. к. Курское водохранилище не замерзает даже зимой, то его облюбовали пернатые. На косе водохранилища отмечено более 100 видов птиц. Здесь живет усатая синица, обычно обитающая в тростниковых зарослях побережий южных водохранилищ и морей.
Много остается на водохранилище и зимующих птиц, которые в обычных условиях летят на Черное и Средиземное моря, на атлантическое побережье Западной Европы — таежная утка-гоголь и лебедь-кликун, вьют гнезда кряква и лебедь-шипун, лысухи, камышницы и др. виды.
Редкостью орнитологи назвали пребывание возле Курчатова и др. птиц северных широт: гагар, крохалей, чернетей морских и хохлатых.
На водохранилище впервые за 80 лет встречен большой баклан.
Берега водохранилища облюбовали 4 вида чаек: озерная, серебристая, хохотунья и сизая. Рядом живут и 4 вида крачек: речная, черная, белокрылая и малая. На небольшом островке гнездятся целые колонии этих птиц — около 1000 особей. А в период миграции бывает и больше.
В 2008 г. впервые на песчаном берегу косы специалисты нашли 13 гнезд малой крачки, редкого вида из Красной книги. Это — единственная колония в Курской области.
Еще возле водохранилища живут серая и белая цапли, большая и малая выпи.
Окрестности Курчатова пришлись по нраву аистам, которые, как известно, предпочитают экологически чистые места. В населенных пунктах неподалеку водохранилища ученые насчитали 9 гнезд, где аисты выводят птенцов.
Осенью и весной на берегах водохранилища можно увидеть разные виды перелетных куликов. А когда начинаются миграции, здесь кишат скворцы и ласточки, прилетают зимородки и щурки, удоды и кукушки... Это скопление пернатых привлекает в зону АЭС хищников: коршуна и орлана-белохвоста, болотного и лугового луней.
Обитает на песчаной косе и серая куропатка, изображенная на гербе Курска.
Площадь сельскохозяйственных угодий составляет 43766 га, из них 32284 га — пашни, 127 га многолетних насаждений, 1838 га сенокосов, 9517 га пастбищ.
Пашня представлена двумя типами почв: черноземы и серые лесные почвы.На пашне преобладают серые лесные почвы, занимающие 53,3% площади пашни. Эти почвы имеют низкое естественное плодородие, небольшой гумусовый горизонт, порядка 30-46 см, распыленную структуру, плохие водно-физические свойства.
Курчатовский район специализируетс на выращивании зерновых и сахарной свеклы. Развито молочное скотоводство. Промышленное разведение рыбы осуществляется в Курском водохранилище.
Промышленность в основном, связана с производством электроэнергии на Курской атомной электростанции в г. Курчатове, доля которой в общем балансе Курской области составляет 94,5%.
От Курской атомной электростанции, пересекая территорию района, отходят 3 высоковольтные линии электропередач: на Ново-Брянск, Миргород ( Украина) и Старый Оскол.
В рабочем посёлке им. Карла Либкнехта (прежнее название — пос. Пены) действуют один из старейших в области Пенский сахарный завод и предприятие сельскохозяйственного машиностроения Пенский машиностроительный завод (основанный 1 апреля 1944).
В Курчатовском районе разрабатывается Дроняевское месторождение глин для производства кирпича.
В районе сохранился и охраняется государством ряд памятников архитектуры: усадьба Смецкого в с. Макаровка (начало XX в.), церковь Крещения Господня (1856) в с. Быки и др.
Ист.: Е. Новиков. Возле Курской АЭС обнаружены уникальные птицы. ДДД № 30 от 29 июля 2008.