Tỉnh Cam Túc có diện tích 425.800 km², và phần lớn đất đai của tỉnh này nằm ở độ cao trên 1 km so với mực nước biển. Nó nằm giữa cao nguyên Tây Tạng, Nội Mông Cổ, cao nguyên Hoàng Thổ và có biên giới với Mông Cổ ở phía tây bắc. Sông Hoàng Hà chảy qua phần phía nam của tỉnh. Tỉnh này cũng chứa điểm trung tâm địa lý của Trung Quốc, được đánh dấu bằng đài kỷ niệm tại vĩ độ 35,33° bắc và kinh độ 103,23°đông.

Một phần của sa mạc Gobi cũng nằm tại Cam Túc.

Sông Hoàng Hà có nguồn nước chủ yếu tại tỉnh Cam Túc và chảy qua Lan Châu.

Về địa hình thì Cam Túc bằng phẳng ở phía bắc và nhấp nhô ở phía nam. Các rặng núi phía nam là một phần của dãy núi Kỳ Liên. Với độ cao 5.547 m, Kỳ Liên Sơn là đỉnh cao nhất tại Cam Túc. Nó nằm tại tọa độ 39° vĩ bắc và 99° kinh đông.

Các tỉnh/khu tự trị cận kề có: Nội Mông Cổ, Tân Cương, Thanh Hải, Tứ Xuyên, Thiểm Tây và Ninh Hạ.