Посёлок расположен в глухой лесистой местности, среди Уральских гор к северо-западу от Екатеринбурга и в 53 км к западу от Нижнего Тагила, на берегу реки Северной. К востоку от посёлка проходит граница Европы и Азии. В 18 км на восток от Северки расположен посёлок Синегорский; в 20 км на запад от Северки — посёлок Серебрянка. Через эти три населённых пункта проходит шоссе местного значения Нижний Тагил — Серебрянка.