Южно-Казахстанская область расположена на юге Казахстана, в пределах восточной части Туранской низменности и западных отрогов Тянь-Шаня. Большая часть территории равнинная, с бугристо-грядовыми песками Кызылкум, степью Шардара (на юго-западе, по левобережью Сырдарьи) и Мойынкум (на севере, по левобережью Шу). Северная часть занята пустыней Бетпак-Дала (глинисто-щебнистое образование), на крайнем юге – Голодная степь (Мырзашоль). Горные массивы представлены хребтами Каржантау, Угамским с высочайшей точкой – пиком Сайрамским (4.238 м), а хребет Каратау проходит с северо-запада на юго-восток в срединной части области (здесь высокая точка – 2.176 м)
Крупные водные артерии – Сырдарья (с притоками Арысь, Бугунь, Келес, Курук-келес) пересекает территорию области с юга на северо-запад (430 км) и река Шу (нижнее течение), протекающая на севере и теряющаяся в песках Мойынкум. На речных стоках построены Шардаринское и Бугунское водохранилища, контррегулятор Коксарай, каналы Достык (ранее им.Кирова), Арысь-Туркестанский.
Площадь области – 117 тыс. 300 кв. км. Расстояние между самыми северными и южными участками по прямой составляет 600 км. Климат области – резкоконтинентальный. Зима – теплая, мягкая, а лето – сухое и жаркое, температура в июле зачастую превышает 40o.
Плодородные почвы, обилие солнечного света, обширные пастбища создают большие возможности для развития в области разнообразных отраслей сельского хозяйства, в первую очередь – поливного земледелия и пастбищного овцеводства. Высокие урожаи дают посевы хлопчатника, риса, а также сады и виноградники.
Природные богатства области характеризуются значительными минерально-сырьевыми ресурсами. Имеются месторождения полиметаллических руд (юго-западный склон хребта Каратау в районе города Кентау, Ачисайское, Байжансайское, Миргалимсайское месторождения и др.).
Большой промышленный интерес представляют месторождения железных руд Каратауского хребта. В области имеются минерально-сырьевые ресурсы для производства строительных материалов (известняк, гипс, кварцевые пески, огнеупорные керамические и бентонитовые глины, минеральные краски, поделочные камни). Область бедна топливно-энергетическими ресурсами: месторождения бурых углей (Ленгерское и Таскомырсайское) не представляют большого промышленного интереса.
Южно-Казахстанская область граничит: на севере с Жезказганской (Карагандинской), на востоке с Жамбылской и на западе с Кызыл-Ординской областями, на юге с Узбекистаном.
