Trong tiến trình lịch sử dân tộc, Chiêm Hoá đã nhiều lần thay đổi tên gọi và địa giới hành chính. Thời Đinh, Tiền Lê, Lý được gọi là Châu Vị Long. Thời nhà Minh cai trị nước ta (1414-1427) đổi tên thành châu Đại Man. Từ thời Lê Sơ đến thời điểm thành lập tỉnh Tuyên Quang năm 1831 vẫn giữ tên cũ là châu Đại Man, đến năm 1935 được đổi thành châu Chiêm Hoá (bao gồm cả Na Hang ngày nay) với tổng diện tích là 2.427km2, đến năm 1943 châu Chiêm Hoá được chia thành 2 huyện Chiêm Hoá và Na Hang. Trong cuộc vận động cách mạng tháng Tám năm 1945, sau khi được giải phóng (tháng 4/1945) Chiêm Hoá được gọi là châu Khánh Thiện bao gồm cả một số vùng của huyện Hàm Yên, Yên Sơn, tới đầu năm 1946 huyện được quy về theo địa giới hành chính cũ với tên gọi huyện Chiêm Hoá. Qua nhiều lần thay đổi, tới nay Chiêm Hoá có 23 xã và 1 thị trấn, gồm: thị trấn Vĩnh Lộc; các xã: Yên Nguyên, Hòa Phú, Phúc Thịnh, Tân Thịnh, Tân An, Hà Lang, Trung Hà, Xuân Quang, Tân Mỹ, Hùng Mỹ, Ngọc Hội, Phú Bình, Bình Phú, Yên Lập, Kiên Đài, Trung Hòa, Hòa An, Nhân Lý, Vinh Quang, Kim Bình, Linh Phú, Tri Phú, Bình Nhân.
Huyện Chiêm Hóa có địa hình mang đặc trưng của khu vực miền núi phía Bắc và chủ yếu là đồi núi trung bình với độ cao bình quân 120 m so với mặt nước biển, độ dốc trung bình 20-250, địa hình bị chia cắt nhiều bởi các dãy núi cao, hệ thống sông, suối lớn. Đồi, núi thấp dần theo hướng Đông -Nam. Địa mạo Casto là dạng địa mạo đặc trưng cho vùng núi đá vôi, tập trung ở hầu hết các xã trên địa bàn huyệnHuyện Chiêm Hóa có địa hình mang đặc trưng của khu vực miền núi phía Bắc và chủ yếu là đồi núi trung bình với độ cao bình quân 120 m so với mặt nước biển, độ dốc trung bình 20-250, địa hình bị chia cắt nhiều bởi các dãy núi cao, hệ thống sông, suối lớn. Đồi, núi thấp dần theo hướng Đông -Nam. Địa mạo Casto là dạng địa mạo đặc trưng cho vùng núi đá vôi, tập trung ở hầu hết các xã trên địa bàn huyệnĐịa hình của Chiêm Hoá bị chia cắt khá lớn bởi hệ thống sông ngòi và nhiều dãy núi lớn. Nét chung của địa hình là sự xen kẽ không đều giữa các núi đá vôi và núi đất, giữa các dải núi cao và vùng đồi đất có độ cao trung bình hoặc thấp. Giữa các vùng đồi núi đó là các thung lũng có diện tích không lớn song đất đai mầu mỡ, thuận lợi cho việc xây dựng các điểm dân cư, phát triển kinh tế nông, lâm nghiệp. Chiêm Hoá có nhiều dãy núi cao. Phía Đông có đỉnh cao nhất là núi Khau Bươn (thuộc địa phận xã Kiên Đài, có độ cao 957m), phía Tây có đỉnh cao nhất là núi Cham Chu có độ cao 1.587 m (thuộc địa phận xã Tân An, Hà Lang, Trung Hà) là ranh giới giữa huyện Chiêm Hóa, huyện Hàm Yên (tỉnh Tuyên Quang) và huyện Bắc Quang (tỉnh Hà Giang).
Sông, suối của Chiêm Hoá có độ dốc cao, hướng chảy khá tập trung, các con suối, ngòi đều đổ dồn về sông Gâm và sông Lô. Con sông lớn nhất là sông Gâm, bắt nguồn từ Trung Quốc, chảy qua tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, huyện Na Hang, chảy qua Chiêm Hoá với độ dài 40 km và là đường thuỷ duy nhất nối huyện với tỉnh lỵ Tuyên Quang và các tỉnh trung du, đồng bằng Bắc Bộ. Cùng với các con suối lớn, nhiều khe nhỏ tạo thành một nguồn thuỷ sinh phong phú, cung cấp nước, thuỷ sản phục vụ đời sống, sản xuất của nhân dân và là con đường giao thông, vận tải khá quan trọng.
Chiêm Hoá thuộc vùng khí hậu nhiệt đới thấp, được phân chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa hè từ tháng 4 đến tháng 9, thường có nhiều mưa và mưa rào tập trung từ tháng 5 đến tháng 8, mùa này thường hay xẩy ra lũ lụt; mùa đông kéo dài từ tháng 10 năm trước tới tháng 3 năm sau, thường có gió mùa Đông Bắc, sương mù và sương muối.
Với diện tích trên 14.960 ha đất sản xuất nông nghiệp, trên 105.120 ha đất lâm nghiệp, cùng điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu khá thuận lợi, huyện Chiêm Hóa có nhiều tiềm năng cho phát triển sản xuất nông - lâm nghiệp, từng bước tạo ra các vùng sản xuất chuyên canh cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến. Cùng với việc duy trì, nâng cao chất lượng các loại cây truyền thống, huyện tập trung lãnh đạo, chỉ đạo thực hiện Chương trình “Mỗi xã một sản phẩm” gắn với củng cố, kiện toàn, phát triển Hợp tác xã và thực hiện các sản phẩm đặc trưng của huyện. Tích cực thực hiện các mô hình, chuỗi liên kết sản xuất và tiêu thụ sản phẩm với tổng diện tích 495,2 ha, giá trị sản xuất đạt trên 58 tỷ đồng. Duy trì, phát triển có hiệu quả, chất lượng 26 sản phẩm được xếp hạng. Tiếp tục xây dựng trang trại nông nghiệp tiêu biểu và thực hiện 03 sản phẩm nông nghiệp sản xuất theo chuỗi có thương hiệu mang lại hiệu quả. Trong đó, tập trung thực hiện 02 sản phẩm nông nghiệp sản xuất theo chuỗi có thương hiệu mang lại hiệu quả năm 2023 trên địa bàn huyện đối với Chỉ dẫn địa lý Trâu Chiêm Hoá và Trà túi lọc đậu đen xanh lòng Chiêm Hoá…Những vùng sản xuất hàng hóa được hình thành bước đầu đã tạo nên những sản phẩm có giá trị kinh tế cao, ươm mầm những ước mơ, dệt nên những bức tranh tươi đẹp và no ấm cho trong quá trình xây dựng nông thôn mới và tạo đà để Chiêm Hóa thực hiện có hiệu quả đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo hướng hàng hóa, nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững gắn với xây dựng nông thôn mới. Đến hết năm 2023, huyện Chiêm Hóa đã có 01 xã đạt chuẩn NTM nâng cao; 11 xã đạt chuẩn NTM, 01 xã đang hoàn thiện hồ sơ đề nghị xét công nhận xã đạt chuẩn NTM
Là địa phương có bề dày truyền thống lịch sử, văn hoá. Toàn huyện có 145 di tích lịch sử, văn hoá và danh thắng tại 20 xã, thị trấn. Trong đó có 122 di tích đã được xếp hạng (trong đó 01 bảo vật quốc gia Bia chùa Bảo Ninh Sùng Phúc, xã Yên Nguyên), 01 di tích quốc gia đặc biệt, 09 di tích quốc gia và 60 di tích cấp tỉnh. Tiêu biểu như Khu di tích lịch sử Quốc gia đặc biệt Kim Bình – nơi diễn ra Đại hội toàn quốc lần thứ II của Đảng, là sự kiện lịch sử trọng đại của dân tộc, đánh dấu bước trưởng thành mới về tư tưởng, đường lối chính trị của Đảng. Đảng từ bí mật trở lại hoạt động công khai với tên gọi Đảng Lao động Việt Nam, đáp ứng yêu cầu phát triển của cách mạng. Đến thăm những đền, chùa ở các xã, thị trấn trên địa bàn huyện; khám phá nhiều công trình văn hoá, kiến trúc nghệ thuật mang giá trị văn hoá tâm linh độc đáo cùng những cảnh đẹp nơi đây như Đền Bách Thần, ngôi đền toạ lạc giữa lừng chừng núi tại thị trấn Vĩnh Lộc; ấn tượng khó phai khi đến với ngôi chùa Bảo Ninh Sùng Phúc, xã Yên Nguyên…Đặc biệt, Chiêm Hóa được thiên nhiên ưu đãi, ban tặng cho những cảnh quan vô cùng tươi đẹp với những thác nước hùng vĩ, những hang động, những khu rừng nguyên sinh quý giá, thuận lợi để để phát triển loại hình du lịch sinh thái. Nổi bật phải kể đến khu du lịch sinh thái thác Bản Ba. Thác Bản Ba nằm trên triền núi Phiêng Khàng, xã Trung Hà, huyện Chiêm Hóa, cách thành phố Tuyên Quang 80km. Từ Chiêm Hóa rẽ vào thác khoảng 25km nằm sâu trong rừng già, giữa thiên nhiên xanh và núi non trùng điệp. Thác có vẻ đẹp độc đáo bởi chuỗi thác liên hoàn với ba tầng thác lớn cùng đổ nước thẳng đứng ở độ cao 1.000m và nhiều dòng thác nhỏ mềm mại như dải lụa trắng tỏa rộng ra xung quanh. Hiện nay, khu sinh thái thác Bản Ba đang tiếp tục được đầu tư, tôn tạo hướng đến xây dựng khu nghỉ dưỡng sinh thái “chữa lành”.
Đời sống văn hoá của nhân dân các dân tộc khá phong phú, tứ xa xưa đã sớm biết tạo nên những đường nét hoa văn tinh xảo, thể hiện trình độ nghệ thuật cao trên trang phục và các đồ trang sức. Vào các ngày lễ, tết, đồng bào thường tụ họp theo làng, bản cùng nhau ném còn, hát then, hát cọi... Những điệu hát chứa đựng nhiều nội dung phong phú, trong sáng và đầy sức thuyết phục của một nền nghệ thuật văn hoá dân tộc giầu sức sống. Ngày nay, cứ vào ngày mùng 8 tháng Giêng âm lịch hàng năm, Lễ hội Lồng Tông lại được tổ chức tại trung tâm huyện với nhiều loại hình văn hoá, thể thao... đã thực sự trở thành ngày hội văn hoá của nhân dân các dân tộc trong huyện.