Está ubicada al suroeste del Perú, frente al Océano Pacífico con 528 kilometros de litoral. Debido a esa ubicación, es el centro comercial de la zona sur del país, que incluye los departamentos de Apurímac, Cusco, Madre de Dios, Moquegua, Puno y Tacna; y, es parte del corredor turístico del sur peruano, lo que significa que está interconectado con el 40% del país, y encaramada sobre un repecho o cuesta en la Cordillera de los Andes. Limita al noreste con Ica y Ayacucho; por el norte, con Apurímac y Cusco; por el este, con Moquegua y Puno; por el sudoeste, con el océano Pacífico.

Latitud sur: 14º 36´ 6".
Longitud oeste: Entre meridianos 71º 59´ 39" y 75º 5´ 52".
Clima: Templado y relativamente seco; su temperatura varía entre los 21 °C y los 10 °C. De enero a marzo tiene lluvias moderadas. El sol brilla casi todos los días del año.
Ríos más importantes: Tambo, Ocoña, Majes y Chili.
Volcanes: Coropuna (6.425 msnm), Ampato (6.288 msnm), Solimana (6.093 msnm), Hualca Hualca (6.025 msnm), Chachani (6.057 msnm), Misti (5.822 msnm) y Pichu Pichu (5.664 msnm).
Cordilleras: Cordillera de Ampato, Cordillera Chila y Cordillera Volcánica
Abras: Apo Apacheta (5.100 msnm) en Castilla; Chucura (4.720 msnm) en Caylloma y Visca (4.650 msnm) en La Unión y Condesuyos.
Islas: Hornillos, Blanca, Casca y Saragosa.
Lagunas: Mucurca y Salinas.