Xayabuli là một trong những tỉnh của Lào, có hình chữ L lộn ngược. Nó có diện tích 16.389 km2. Tỉnh nằm ở phía tây bắc của đất nước, và chắn toàn bộ khu vực phía tây sông sông Mê Công. Tỉnh tiếp giáp với các tỉnh Bokeo và Oudomxai phía bắc, Luang Prabang và Vientiane về phía đông, và (từ phía nam theo chiều kim đồng hồ) là các tỉnh của Thái Lan gồm Tỉnh Loei, Tỉnh Phitsanulok, Tỉnh Uttaradit, Tỉnh Nan và Tỉnh Phayao.

Tỉnh này có địa hình khá đồi núi với dãy Luang Prabang chạy theo hướng bắc-nam và tạo thành một ranh giới tự nhiên với cao nguyên Thái Lan. Vùng đất phẳng và nhiệt đới nhất của Lào là dải đất ven sông trải dài từ tỉnh Xayabuli đến tỉnh Champasak. Các đặc điểm khác bao gồm rặng núi Pak Kimin gần suối Nam Heung.

Tỉnh Xayabuli là nơi sinh sống của nhiều con voi Châu Á. Có khoảng 75% trong số 560 con voi thống kê được trên cả nước sống ở Xayabuli. Nhiệm vụ chính của chúng là phục vụ trong ngành công nghiệp khai thác gỗ, ngành này gây nguy hại lớn cho cả voi hoang dã và thuần chủng. Khu vực này ít được tuần tra nghiêm ngặt, khiến việc áp dụng các biện pháp bảo tồn trở nên khó khăn.

Tỉnh Xayabuli cũng là nơi tổ chức Lễ hội đua Voi hàng năm do Tổng cục Du lịch Quốc gia Lào tổ chức với sự hỗ trợ của Elefantasia, chính quyền tỉnh và huyện.