Район граничит с Первомайским, Заринским, Кытмановским и Троицким районами. По территории района протекает восемь рек — Лосиха, Жилиха, Чудотвориха, Малая Лосиха, Афониха, Журавлиха, Бобровка, Тараба), имеется 1 озеро (Красилово).

Почвы — оподзоленные выщелоченные чернозёмы, серые лесные. Растительность: берёза, сосна, ель, клён, тополь, осина, смородина, малина, калина, черёмуха, боярышник.
Климат континентальный. Средняя температура января − 20°C, июля + 21°C. Годовое количество атмосферных осадков — 400—600 мм.
В районе 28 населенных пунктов, наиболее крупные из них — Косиха, Налобиха.

Район объединяют 11 сельсоветов, в том числе: Баюновский (посёлок Украинский); Верх-Бобровский (село Верх-Бобровка); Верх-Жилинский (село Верх-Жилино); Глушинский (село Глушинка); Каркавинский (село Каркавино); Контошинский (село Контошино); Косихинский (село Косиха); Лосихинский (село Лосиха); Малаховский (село Малахово); Плотниковский (село Плотниково); Романовский (село Романово).

Основное направление экономики — сельское хозяйство. В растениеводстве основным направлением является производство зерновых, сахарной свеклы и подсолнечника, в животноводстве — производство молока и мяса. Промышленность района ориентирована в основном на переработку сельскохозяйственной продукции, производство продовольствия.
На территории района находятся предприятия по переработке мяса ОАО «Овчинниковский мясокомбинат» (с. Налобиха), ООО «НИГ» (с. Косиха); по переработке молока ОАО «Молзавод» (с. Косиха), ООО «Ист» (с. Косиха); по переработке зерна ООО «Зерноцентр» (с. Баюново), ЗАО «Мельник» (с. Налобиха), ООО «Грегор» (с. Баюново).
Имеются также предприятие ОАО «АЛСЭН» по производству средств энергетики (дизельгенераторные установки), ОАО Овчинниковский элеватор, отделение Западно-Сибирской железной дороги, ОАО Овчинниковская нефтебаза, ОАО Косихинский райтопсбыт.

Кроме того на территории района находится 16 сельскохозяйственных предприятий, занимающихся производством сельскохозяйственной продукции, 113 крестьянско-фермерских хозяйств, 50 личных подсобных хозяйств.

В районе 25 общеобразовательных школ, 15 детских садов, есть оздоровительный лагерь «Орлёнок», 18 сельских домов культуры, музей «Космонавтики» в селе Полковниково, откуда родом Герман Титов, краеведческий музей в селе Косиха, 16 библиотек, 26 учреждений здравоохранения, в том числе центральная районная больница в селе Косиха, 2 участковые больницы (с. Налобиха, п. Украинский), 2 амбулатории (с. Лосиха, с. Контошино) и 21 фельдшерско-акушерских пункта.

Национальный состав проживающих в Косихинском районе: русские 91,7%; немцы 4,1%; украинцы 1,6%