海北藏族自治州位于青海省境東北部，北與甘肅省毗鄰。地理坐標是東經98°05′——102°41′，北緯36°44′——39°05′。東南與西寧市的大通縣、海東市的互助縣、西寧市的湟中、湟源縣接壤；西與海西蒙古族藏族自大治州的天峻縣毗連；南與海南藏族自治州的共和縣隔湖相望；東北與甘肅省的天祝、山丹、民樂、永昌、張掖、肅南等市、縣毗鄰。州府駐海晏縣西海鎮，距省會西寧市103千米。東西長413千米，南北寬261千米，面積3.47萬平方千米。
海北古代是西戎、羌、吐谷渾等民族雜居交錯之地。時至今日，海北境內除漢族外，尚有藏族、回族、蒙古族、土族、撒拉族等少數民族生活在這里。
海北州氣候屬高原大陸性氣候，日照時間長，適宜畜牧業生產和種植青稞、 油菜籽。海北是青海省的主要畜牧業基地和油菜基地之一。 2012年，海北實現地區生產總值（GDP）95.97億元。
古為羌地。漢元始四年（公元4年），王莽在今海晏縣三角城設置“西海郡”,轄海晏、剛察等地區。后因王莽篡政紛亂，郡邑廢棄。東漢永元十四年（公元102年），復置“西海郡”（以上見《西寧府新志》）。晉和十六國時（公元265——420年），設置西平郡，海北州屬西秦、北涼、南涼統治（見《甘肅通志稿》）。
隋大業五年（公元609年），煬帝擊敗吐谷渾伏允主力后，又設置“西海郡”,郡治多至伏俟城，海晏、剛察仍屬期管轄（見隋書）。唐貞觀五年（公元631年），設置米川縣，轄門源地區。唐咸亨三年（公元672年），徒吐谷渾諾曷缽于浩門水南。唐廣德元年（公元763年），徒蕃占據青海，海北州屬其域（以上見《甘肅通志稿》）。元朝設吐蕃等處宣慰司都元帥府，海北州歸其管轄。
明洪武八年（公元1378年），設安定、阿瑞二衛。海北州在二衛轄境。明正德四年（公元1509年），蒙古族和碩特部落固始汗自新疆入青海，統一了蒙古族分編為5部29旗。其中，海北地區有11旗，置于青海欽差大臣（駐西寧）管轄之下。同時，筑起了大通（今門源縣城）、白塔（今大通縣城關鎮）、永安（門源縣城西北55千米處）3城，在今門源縣城設“大通衛”,轄永安營和白塔營，屬西寧府管轄。
清乾隆九年（公元1744年）遷衛于白塔。清乾二十六年（公元1761年），改衛為縣治。
