碾子山区地处大兴安岭东麓余脉，地理坐标为北纬47°29′至47°41′，东经122°53′至123°05′。这片区域距齐齐哈尔中心城区铁路距离113千米，公路距离110千米，与中心城区中间隔着龙江县。其东、南、西三面与龙江县毗邻，东北与甘南县接壤，西北与内蒙古扎兰屯市相连，是齐齐哈尔市的一块“飞地”，也是黑龙江省的西部门户之镇。根据区第三次国土调查领导小组办公室2021年12月24日公布的《碾子山区第三次国土调查主要数据公报》和区统计局新编的《齐市碾子山区经济统计年鉴》（2021）记载，碾子山区总面积为298.655平方千米。

2021年末，全区总户数为32794户，总人口65783人，其中男性32743人，女性33040人。城镇人口为47861人，农村人口为17922人。按区域划分，居住在东安派出所辖区的有17379人，居住在跃进派出所辖区的有11251人，居住在富强派出所辖区的有19231人，居住在吉新派出所辖区的有17922人。按年龄划分，0至17岁的有5318人，18至34岁的有9733人，35至59岁的有30359人，60岁以上的有20373人。人口变动方面，当年增加223人，其中出生142人（出生率2.14‰），迁入81人；减少1481人，其中死亡810人（死亡率12.18‰），迁出671人；自然增长人口为负668人，自然增长率为负10.04‰。

2022年，碾子山区下辖4个街道、7个社区、9个行政村。具体包括跃进街道（下辖春光、北疆2个社区）、繁荣街道（下辖站前、富强2个社区）、东安街道（下辖安居、阳光、团结3个社区）、富强街道（管理丰荣、九里、兴华、龙华、三江省、三皇庙、华丰、前进、春光9个村）。区政府驻地位于繁荣路293号。

碾子山区清代晚期形成聚落，1914年设碾子山火车站，隶属龙江县第二区管辖。东北沦陷后，始设碾子山保，后改设碾子山村。1945年“九三”抗日战争胜利后，始设碾子山区，后改为第四区。1952年10月，设置碾子山镇。1958年9月，将碾子山镇改称超美人民公社。同年12月，以华安机械厂为主体实行“厂社合并”，成立华安人民公社，由嫩江专员公署领导。1959年，将甘南县中兴公社的三皇庙、簸箕山、马架屯划归华安公社管辖。1960年5月，划归齐齐哈尔市管辖。1960年12月，将华安公社改为华安区。1961年8月，成立华安公社农村分社，9月政企分开。1980年6月，将跃进街道所辖农村划出，增设曙光人民公社。1983年12月，将华安区改为碾子山区，名称沿用至今。