Năm 1976, diện tích của tỉnh là 8.568 km² và là tỉnh lớn thứ 7 trong cả nước. Sau các tranh chấp về ranh giới với Davao del Norte, tỉnh hiện có diện tích là 8.966 km². 4 đô thị tự trị lớn nhất là Esperanza, La Paz, Loreto, San Luis chiếm 60% diện tích cả tỉnh, còn Santa Josefa và Talacogon có diện tích nhỏ nhất.

Rừng chiếm 76% diện tích (6.827,5 km²) của Agusan del Sur. Tuy nhiên, những người dân và các thế lực kinh tế sẵn sàng lấn chiếm đất rừng. Qua nhiều năm, tài nguyên rừng của tỉnh bị mất đi khá nhiều do các hoạt động của con người.

Agusan del Sur là một lòng chảo trải dài cùng với các dãy núi ở phía đông và phía tây tạo nên một thung lũng. Sông Agusan chảy qua tỉnh Thung lũng Compostela ở phía nam đến Agusan del Sur ở phía bắc, hầu hết đều chảy chính giữa thung lũng. Nửa phía nam của tỉnh từ Veruela trở đi có nhiều hồ và đầm lầy, hồ lớn nhất là hồ Talacogon

Vị trí của tỉnh nằm ở bên dưới vành đai bão nhưng thường phải chịu ảnh hưởng của sự hình thành bão tại Visayas và tỉnh Surigao del Norte. Mưa nhiều nhất từ tháng 12 đến tháng 1, không có tháng nào khô hanh.Trung bình lượng mưa hàng tháng là 355mm và nhiệt độ trung bình là 27,15˚C. Tỉnh rất gần với bờ biển cực đông của Philippines nên cũng là một trong những tính đón bình minh sớm nhất.