Расположен на севере Общего Сырта и охватывает верхнюю часть бассейна р.Боровки и долину р.Ток в среднем течении. Площадь района 1,7 тыс.км². 
Геологический фундамент района образуют красноцветные породы татарского яруса пермской системы, на водоразделах перекрываемые красноцветными породами нижнего триаса. Днища долин Тока и Боровка выстилают четвертичные речные и склоновые отложения, которыми погребены неогеновые породы. Среди последних выделяются морские накопления акчагыльского яруса. В ландшафтной структуре, характерной для всего бассейна р.Самары, прослеживается асимметрия речных долин и междуречий, при которой левобережные борта долин пологие, а правобережные – крутые. В верховьях р.Боровки и на Самаро-Тоцком междуречье рельеф сыртово-холмистый. 
Район полностью расположен в подзоне северных разнотравно-типчаково-ковыльных степей на обыкновенных черноземах с довольно равномерно распространенными, по составу преимущественно дубравными, байрачными колками. Распаханность района составляет 62%, доля сенокосов и пастбищ – 26%, а лесопокрытая площадь занимает 2,6% территории. 
Район является одним из нефте-газодобывающих, разведаны Покровское, Ероховское и Рябиновое месторождения. 
В статусе памятников охраняются природные объекты, охватывающие практически полностью ландшафтное разнообразие Грачевского района. Они в совокупности занимают 3145,5 га, или 1,85% от территории района. Местное значение имеют характерные для поймы р.Ток притеррасные озера Бабье и Большое.

Фотоальбом