Paltamon kunta sijaitsee Kainuun maakunnan länsiosassa Oulujärven koillisrannalla. Paltamon naapurikunnat ovat Kajaani, Ristijärvi, Puolanka, Sotkamo ja Vaala. Paltamossa on kaksi keskustaajamaa, kirkonkylä ja Kontiomäki.