Nộn Giang có diện tích 67.034 km². Tỉnh giáp với Hiệp Giang ở phía đông, phía nam giáp với Tùng Giang, Cát Lâm và Liêu Bắc, phía tây bắc giáp với tỉnh Hưng An và phía bắc giáp với tỉnh Hắc Long Giang.

Địa hình Nộn Giang chủ yếu thuộc đồng bằng Đông Bắc. Phía tây của tỉnh gần với dãy Đại Hưng An Lĩnh và có địa hình đồi núi. Hai dòng sông chính trong tỉnh là Nộn Giang và Hô Lan. Toàn bộ địa bàn tỉnh thuộc về lưu vực sông Tùng Hoa. Nộn Giang có khí hậu lục địa, lượng mưa trung bình năm là 400 mm hoặc hơn. Thổ nhưỡng của Nội Giang chủ yếu là đất đen, màu mỡ và thích hợp cho trồng trọt cũng như chăn nuôi đại gia súc.