Với diện tích 428.000 km2, Karagandy trở thành tỉnh có diện tích lớn nhất của Kazakhstan. Tuy nó không có biên giới quốc tế trên bộ với bất cứ quốc gia lân cận nào của Kazakhstan, nhưng gần như nó tiếp giáp với hầu hết các tỉnh còn lại của nước cộng hòa này: tỉnh Akmola tiếp giáp về phía Bắc, tỉnh Pavlodar tiếp giáp về phía Đông Bắc; Đông Kazakhstan về phía Đông, tỉnh Almaty về phía Đông Nam, tỉnh Zhambyl và Nam Kazakhstan về phía Nam; và Kyzylorda về phía Tây Nam. Sông Ishim (Esil), một nhánh của sông Irtysh, bắt nguồn từ Karagandy.

Cả khu vực tỉnh Karagandy là một vùng đất khá bằng phẳng và khổ cằn. Vường quốc gia Karkaraly với diện tích 90.300 ha nằm trên địa bàn của tỉnh. Vường quốc gia này cùng với núi Kyzylarai, với vẻ đẹp tự nhiên, xanh tươi được ví như một óc đảo giữa vùng đất khô cằn là những điểm tham quan lịch sử nổi tiếng.