Na Hối là xã vùng 1 thuộc diện đặc biệt khó khăn của huyện Bắc Hà, cách trung tâm huyện lỵ gần 2 km. Phía Bắc giáp với xã Bản Phố và Thị trấn Bắc Hà, phía Nam giáp với xã Nậm Mòn và xã Nậm Đét, phía Tây giáp với xã Cốc Ly, phía Đông giáp với xã Thải Giàng Phố và Tả Chải. Xã có tổng diện tích tự nhiên 2.383 ha, chiếm 3,5% tổng diện tích toàn huyện, trong đó đất nông nghiệp 1.504,89 ha, chiếm 63,15% tổng diện tích tự nhiên, đất phi nông nghiệp 104,85ha, chiếm 4,40% tổng diện tích tự nhiên. Đất ch­ưa sử dụng: 773,26ha, chiếm 32,45% tổng diện tích tự nhiên.

Xã Na Hối có địa hình khá phức tạp, đồi núi cao, bị chia cắt nhiều bởi khe suối. Độ cao trung bình từ 600 - 1000 m so với mực nước biển, độ dốc trung bình 30 - 35^o. Có nhiều ngọn núi đá cao và dãy núi đá vôi thôn Ngải Thầu, điểm cao nhất 1000 m, điểm thấp nhất khoảng 600 m. Các dãy núi có độ cao giảm dần và chạy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc. Là địa bàn thuộc vùng khí hậu á nhiệt đới. Nhiệt độ trung bình trong năm 18⁰ - 19⁰C, nhiệt độ cao nhất 32⁰C, nhiệt độ thấp nhất 1,5⁰C. Lượng mưa trung bình trong năm 1.650 - 1.850mm, phân bố không đều, tập trung vào tháng 4 đến tháng 10 (chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm). Độ ẩm trung bình 75 - 80%.

Trải qua hàng ngàn năm lịch sử, do kiến tạo địa chất nên địa bàn xã Na Hối chủ yếu có 3 nhóm đất cơ bản đó là: Nhóm đất mùn vàng đỏ trên đá sét và biến chất, có diện tích lớn nhất 2.297,21ha, chiếm 96,40% tổng diện tích tự nhiên, phân bố ở tất cả các thôn trong xã. Đây là nhóm đất thích hợp với nhiều loại cây ngắn ngày và dài ngày, nhưng lại có hạn chế là có độ dốc lớn nên việc sử dụng đất gặp nhiều khó khăn, khi khai thác sử dụng trong nông nghiệp. Nhóm đất đỏ vàng trên đá sét và biến chất, có diện tích không lớn, chiếm 0,10% diện tích tự nhiên, xuất hiện trên các dạng địa hình đồi, núi thấp, độ dốc thoải, độ cao tương đối dưới 1.000m. Đất khá thích hợp với nhiều loại cây như: chè, cây ăn quả. Nhóm đất phù sa với diện tích 83,41ha chiếm 3,50% diện tích tự nhiên, phân bố ở ven các suối như: suối Bắc Hà, suối Na Áng. Đây là nhóm đất có độ phì khá, thích hợp với nhiều loại cây ngắn ngày, đặc biệt là trồng lúa nước.

Tài nguyên nước, xã có các con suối chính là suối Bắc Hà, suối Na Áng, cùng một số suối khác nhỏ hơn bắt nguồn từ các khe; những con suối này thường lòng hẹp, độ dốc lớn, quanh co. Đây là những nguồn nước chính phục vụ đời sống, sản xuất của nhân dân trong xã. Nguồn nước ngầm trên địa bàn xã thường sâu, trữ lượng thấp, rất khó khai thác nguồn nước này phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt.

Về diện tích đất lâm nghiệp, xã có diện tích rừng 723,82ha, chiếm 30,37% tổng diện tích tự nhiên, trong đó: Đất rừng phòng hộ 591,1ha chủ yếu là rừng thứ sinh, với các loài thực vật cây gỗ tạp, cây tiên phong phục hồi sau khai thác và làm nương rẫy. Đất rừng sản xuất 132,72ha với các loài cây chủ yếu là sa mộc, mỡ...

Tài nguyên khoáng sản trên địa bàn xã hầu như không có, chỉ có 29,26ha núi đá không có cây rừng và một đoạn suối có thể khai thác cát, sỏi để sản xuất nguyên vật liệu xây dựng.