La provincia de Tucumán limita al norte con Salta, al sur y al oeste con Catamarca y al este con Santiago del Estero. Abarca una superficie total de 22.524 km2 siendo la provincia más pequeña del país.
Geográficamente Tucumán presenta dos regiones bien diferenciadas: llanuras en el este y montañas al oeste.
La parte llana de la provincia es el extremo occidental del Gran Chaco, mientras que las formaciones montañosas del oeste son más heterogéneas: al norte, se hallan las sierras subandinas, en tanto que en la parte occidental predominan las sierras pampeanas. Los cordones montañosos de Tucumán están separados por bolsones y valles.
Los ríos de Tucumán son alimentados por vertientes y lluvias; éstas últimas, más copiosas en verano.
El río más importante es el Salí, siendo el mayor colector de la provincia. Nace en el extremo norte en el límite con la provincia de Salta con el nombre de Tala.
La provincia tiene diversos microclimas debido a la variación de la altura de su relieve.