Bayankhongor khá đa dạng về địa hình, điển hình là ba hình thái: các dãy núi và rừng Khangai ở phía bắc, vùng thảo nguyên trung tâm, và vùng đất khô cằn thuộc sa mạc Gobi ở phía nam.

Phía bắc giáp tỉnh Arkhangai, phía nam giáp khu tự trị Nội Mông của Trung Quốc, phía đông giáp cac tỉnh Övörkhangai và Ömnögovi, phía tây giáp tỉnh Govi-Altai.

Bayankhongor có hai rặng núi chính, dãy núi Khangai ở phía bắc và dãy núi Altay ở khu vự trung tâm. Ikh Bogd là ngọn núi cao nhất trong tỉnh với 3957 mét, là một phần của dãy Altai và nằm tại sum Bogd.

Hồ lớn nhất tại Bayankhongor là Orog Nuur và Böön Tsagaan Nuur, nằm trên khu vực bán hoang mạc ở trung tâm của tỉnh (Tung lũng Hồ giữa hai dãy núi Khangai và Altai), ngoài ra còn một số hồ khác. Vì có các dãy núi bao quanh nên các hồ tại Thung lũng Hồ không thể thoát nước và do vậy nước trong hồ là nước mặn.

Dãy núi Khangai ở phía bắc gồm có một số suối nước khoáng nóng và lạnh. Shargaljuut, một thị trấn các tỉnh lị 54 km về phía bắc, có tới 300 suối và đã phát triển một khu nghỉ dưỡng nổi tiếng để tận dụng ưu thế tự nhiên của mình. Các nguồn nước khoáng trong các suối khác nhau được người dân địa phương sử dụng để chữa trị một số bệnh. Hơn nữa, có một số ốc đảo tại khu vực sa mạc phía nam của tỉnh, hầu hết nằm tại khu vực Shinejinst. Ốc đảo nổi tiếng nhất tên là Ekhiin-Gol, từng là nơi sinh sống của Lạt-ma Dambijant hay còn gọi là Ja Lạt-ma, một nhà cách mạng biến thành kẻ cướp vào đầu thể kỷ 20.