เดิมอำเภอศรีธาตุ  อยู่ในเขตปกครองของอำเภอกุมภวาปี  จังหวัดอุดรธานี  ได้รับการประกาศจัดตั้งเป็นกิ่งอำเภอเมื่อปี  พ.ศ. ๒๕๑๑  และได้รับการยกฐานะเป็นอำเภอเมื่อวันที่  ๑๕  มิถุนายน  ๒๕๑๖ โดยได้ชื่ออำเภอมาจากนามขององค์พระธาตุศรีธาตุ   ตั้งอยู่ที่วัดศรีธาตุประมัญชา (วัดป่าแมว) บ้านหนองแวง  หมู่ที่ ๓ ตำบลจำปี  ดังนั้นเพื่อให้เป็นศิริมงคลแก่บ้านเมือง  คนเฒ่าคนแก่จึงได้ตั้งชื่ออำเภอตามนามของพระธาตุ  คือ  “อำเภอศรีธาตุ”   ตั้งที่ว่าการ  และหน่วยงานทางราชการต่าง ๆ อยู่ที่หมู่ที่ ๑ บ้านศรีธาตุ  ตำบลศรีธาตุ  ถนนสายกุมภวาปี-วังสามหมอ  (ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข  ๒๐๒๓)  อยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ของจังหวัดอุดรธานี      ระยะทางรถยนต์  ห่างจากจังหวัดอุดรธานี  ๗๒  กิโลเมตร  มีพื้นที่ทั้งหมด  ๕๑๒  ตารางกิโลเมตร  สภาพพื้นที่ส่วนใหญ่เป็นที่ราบสูง  ประมาณร้อยละ ๗๐  เป็นป่าสงวนแห่งชาติ  ซึ่งมีสภาพที่เสื่อมโทรม

 อำเภอศรีธาตุ มีสภาพภูมิประเทศส่วนใหญ่เป็นที่ราบลุ่ม บางส่วนเป็นพื้นที่ลูกคลื่นลอนเตี้ย สลับพื้นที่นามีที่ราบลุ่มอยู่บริเวณริมลำน้ำปาว มีภูเขาลูกเล็ก ๆ ชื่อภูกระแตแบ่งเขตอำเภอศรีธาตุ กับอำเภอไชยวาน และกิ่งอำเภอกู่แก้ว  จังหวัดอุดรธานี มีความสูงจากระดับน้ำทะเล

ปานกลางประมาณ  ๒๐๐  เมตร 

ลักษณะทางธรณีวิทยา ลักษณะหินที่พบในเขตอำเภอศรีธาตุ ส่วนใหญ่จะเป็นหินกรวด และหินทราย

ลักษณะดิน ดินในอำเขตอำเภอศรีธาตุ ส่วนมากเป็นดินร่วนปนทราย

แหล่งน้ำธรรมชาติ ในอำเภอศรีธาตุ มีแหล่งน้ำและลำห้วยที่สำคัญคือ ลำน้ำปาว  ลำห้วยกอก  ลำห้วยฮี  ลำห้วยวังเฮือ  ลำห้วยโพธิ์ และห้วยไพจาน