Der Alb-Donau-Kreis hat im Norden Anteil an der Schwäbischen Alb und im Süden an Oberschwaben. Durch das südliche Kreisgebiet fließt die Donau von Südwesten nach Nordosten. Sie betritt bei Obermarchtal das Kreisgebiet und verlässt es bei Erbach (Donau) in Richtung Ulm.
Im Alb-Donau-Kreis liegen ungefähr 295 Orte (Städte, Dörfer, Weiler, Höfe, Einzelhäuser und Häusergruppen).
Der Alb-Donau-Kreis wurde durch die Kreisreform am 1. Januar 1973 im Wesentlichen durch Vereinigung der Landkreise Ehingen und Ulm sowie einiger Gemeinden der Landkreise Biberach und Münsingen gebildet. Einige Gemeinden des Landkreises Ehingen gingen an den Landkreis Biberach, und zwei Gemeinden des Landkreises Ulm gingen an den Landkreis Göppingen (nachdem sie bereits 1971/72 in die Stadt Geislingen an der Steige eingegliedert worden waren).
Die Altkreise Ehingen und Ulm gehen zurück auf die gleichnamigen württembergischen Oberämter, die nach dem Übergang der Gebiete an Württemberg 1802 bzw. 1810 errichtet, danach mehrmals verändert und 1934 in Landkreise umbenannt worden waren. Das frühere Oberamt Blaubeuren ging 1938 fast ganz im Landkreis Ulm auf. Somit besteht der Alb-Donau-Kreis heute aus Gemeinden der ehemaligen Oberämter Biberach, Blaubeuren, Ehingen, Geislingen, Laupheim, Münsingen, Riedlingen und Ulm, deren Herrschaftszugehörigkeit vor 1800 auf den Seiten des jeweiligen Oberamts ausführlich beschrieben ist.
Nach Abschluss der Gemeindereform umfasst der Alb-Donau-Kreis noch 55 Gemeinden, darunter acht Städte (inklusive der Großen Kreisstadt Ehingen (Donau)), und ist damit der Landkreis mit den meisten Gemeinden in Baden-Württemberg. Größte Stadt des Kreises ist Ehingen (Donau), kleinste Gemeinde ist Emeringen.