อำเภอบ้านค่ายตั้งอยู่ทางตอนกลางค่อนไปทางทิศตะวันตกของจังหวัด มีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียงดังต่อไปนี้

• ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอปลวกแดงและอำเภอวังจันทร์
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับอำเภอวังจันทร์และอำเภอเมืองระยอง
• ทิศใต้ ติดต่อกับอำเภอเมืองระยอง
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอนิคมพัฒนา

ทั้งนี้อำเภอบ้านค่าย ยังได้ถูกแยกต.ตาสิทธิ์ กับ ต.ละหารไปเป็นกิ่งอ.ปลวกแดง ในปี2513 และยกฐานะเป็นอำเภอปี พ.ศ. 2522นอกจากนี้ในปี พ.ศ. 2539 ยังได้แยก ต.มาบข่า กับต.พนานิคม ไปเป็นกิ่งอำเภอนิคมพัฒนา และยกฐานะเป็นอำเภอนิคมพัฒนาในปีพ.ศ. 2546