Comuna Lunca Ilvei este aşezată în partea de nord-est a judeţului Bistriţa Năsăud, la izvoarele râului Ilva, la întretăierea paralelei 47 grade 21' 25" latitudine nordică, cu meridianul 24 grade 56' 20" longitudine estică. Aceasta înseamnă că localitatea se găseşte la jumătatea distanţei între Ecuator şi Polul Nord, în mijlocul zonei temperate, unde nu se resimt căldurile ţinuturilor tropicale şi nici gerurile prelungite din zona polară.
Amplasarea comunei în culoarul amintit în imediata apropiere a cumpenei carpatine, a oferit posibilitatea ca în ambele sensuri să se deschidă spre bazinul Someşul Mare şi cel al Bistriţei Aurii, condiţii naturale de circulaţie, înlesnite de văile urcânde şi trecătorile relativ joase, în timp ce în lateral către nord-vest şi sud-est, culmile înalte ale munţilor Rodnei şi Călimanilor sunt obstacole serioase, iar în plină iarnă de netrecut.
Perimetrul geografic al comunei Lunca Ilvei face parte, împreună cu Ilva Mare, din a treia unitate montană, mai redusă ca suprafaţă ce străjuieşte judeţul Bistriţa Năsăud spre est, prin munţii Bârgăului, denumiţi şi "Muncei" datorită altitudinii mai reduse. Aceştia sunt limitaţi de Someşul Mare (între Ilva Mică şi Şanţ) şi creasta Muncei în nord, pasul Strâmba la vest, valea Bistriţei Ardelene la sud şi valea Dorna în prelungire peste Buba şi Dălbidan în est.
Încadrându-se organic în acest areal, teritoriul comunei Lunca Ilvei este alcătuit dintr-un relief extrem de variat, ce cuprinde: munţi, muncei, măguri, terase, poderee şi lunci. Forma depresionară a reliefului aşezării, străjuit de culmi montane pe toate laturile, fac din aceasta o unitate geografică distinctă, de o mare frumuseţe şi originalitate.
Teritoriul comunei Lunca Ilvei este străbătut de o veritabilă reţea de ape curgătoare, la care se adaugă tăuri şi izvoare de ape minerale. Aproape toate aceste ape izvorăsc în hotarul comunei, adunându-se ca într-un evantai în matca râului Ilva, a cărei obârşie depăşeşte cu puţin limitele administrative până în pasul Bârgăului. Pe parcursul unui an, pâraiele ce străbat teritoriul comunei au un debit inegal ca volum.
Afluenţii în hotarul comunei Lunca Ilvei a râului Ilva sunt: Iliuţa, Sălhoasa, Vinoasa, Ursoaia şi Cucureasa.
În comună există două lacuri mici numite de localnici tăuri, în care apele se adună şi staţionează când precipitaţiile sunt mai abundente. Ele sunt consecinţa unor alunecări de teren de pe coasta argiloasă învecinată, închizând astfel pârâul şi valea pe o porţiune de curs.
Structura şi complexitatea formelor de relief şi a subsolului, formaţiunile eruptive şi sedimentare, modificarea acestora şi circulaţia apelor de infiltraţie au favorizat apariţia unor izvoare de ape mineralizate bicarbonate clorurate sodice, calcice, magneziene cu bioxid de carbon. Izvoarele mai cunoscute sunt La Someşeni (Ciriloiu) pe pârâul Borcutului şi La Bolovan (Tomuţa).
Prin poziţia ei geografică, Lunca Ilvei se încadrează în sectorul de climă continentală moderată, supusă adeseori mişcării orizontale a aerului polar maritim, cu o activitate destul de frecventă. Iarna predomină invaziile de aer de natură arctică din nord-vest, iar vara cele de aer cald, temperat maritim.
La Lunca Ilvei iernile sunt ceva mai lungi şi mai friguroase în special din cauza aerului rece ce se scurge din bazinul Dornelor peste şoseaua de la Grădiniţa şi valea Sălhoasa. Ploile şi ninsorile sunt destul de abundente, cantităţile fiind numai cu puţin mai mici faţă de cele care cad pe munţii din împrejurime, ce apără depresiunea Ilvelor de furtuni şi viscole mari. Verile sunt mai scurte, uneori ploioase şi răcoroase ca şi primăverile, în schimb toamnele sunt mai lungi.
Comuna Lunca Ilvei se întinde pe o suprafaţă de 9.121 ha, situându-se din această privinţă în rândul comunelor mijlocii din judeţ. Vecinii comunei Lunca Ilvei sunt: la răsărit Poiana Ştampei din judeţul Suceava, la apus Ilva Mare, la nord comuna Şanţ iar la sud comuna Tiha Bârgăului şi comuna Leşu.
Ocolul Silvic Valea Ilvei înfiinţat în anul 2003 gospodăreşte şi administrează fondul silvic din raza de activitate a comunei Lunca Ilvei - în suprafaţă de 5.639 ha - şi pe cel din Ilva Mare.
Cea mai recentă statistică arată că în comuna Lunca Ilvei trăiesc 3.322 de locuitori (1.202 femei, 1.221 bărbaţi şi 899 copii) în 1.270 de gospodării.
