Le Nyamuragira est situé en Afrique de l'Est, à l'extrême est de la République démocratique du Congo, à proximité de la frontière rwandaise située au sud-est. Faisant partie des montagnes des Virunga, il est l'un des volcans de la branche occidentale de la vallée du grand rift. Il est entouré par la ville de Burungu au nord-ouest, le Nyiragongo au sud-sud-est, le lac Kivu à 25 kilomètres au sud et la ville de Sake au sud-ouest.
Le Nyamuragira culmine à 3 058 mètres d'altitude à une caldeira sommitale de deux kilomètres de largeur pour 2,3 kilomètres de longueur cernée par des falaises d'une centaine de mètres de hauteur. Contrairement à son voisin immédiat le Nyiragongo, les pentes du Nyamuragira, caractéristiques des volcans boucliers, sont peu prononcées et confèrent au volcan un volume de 500 km. Elles sont ponctuées de fissures et de cônes de scories et sont couvertes sur 1 500 km de coulées de lave basaltiques à teneur élevée en potassium qui sont très étendues, très longues, parfois jusqu'à plus de trente kilomètres, et ayant atteint le lac Kivu à certaines occasions. La morphologie du fond de la caldeira qui a accueilli plusieurs lacs de lave successifs durant le XX siècle est fréquemment modifiée par les éruptions volcaniques.
À l'exception des coulées de lave récentes, le Nyamuragira est couvert d'une forêt équatoriale, y compris dans le fond de la caldeira. Le volcan est inclus dans le parc national des Virunga.
