Azərbaycanın 1/3 hissəsini tutan bu vilayət Böyük və Kiçik Qafqaz dağları arasındakı çökəkliyi əhatə edir. Vilayətin üzərini Kaynazoy yaşlı çökmə süxurlar örtür. Vilayətin qərbindəki dağ ətəyi düzənliklərdə (Şirvan, Qarabağ, Mil) çayların gətirdiyi çöküntülər, şərqində isə dəniz çöküntüləri üstünlük təşkil edir. Vilayətin ən hündür yeri Acınohur-Ceyrançöldə 1100 m, ən alçaq yeri isə Xəzər sahili ərazisindədir (-27 m).
Geoloji vahidləri - Şirvan, Cənub-Şərqi Şirvan, Qarabağ, Mil, Muğan, Salyan, Gəncə-Qazax düzənlikləri, Acınohur-Ceyrançöi ön dağlığı, Qanıx-Əyriçay vadisi.
Faydalı qazıntıları - neft-qaz, tikinti materialları, Naftalan müalicə nefti, palçıq vulkanları, vilayət çökmə süxurlardan təşkil olunduğundan filiz yataqları yoxdur.
Iqlimi - Vilayətdə Qanıx-Əyriçay vadisini çıxmaq şərti ilə yalnız bir iqlim tipi - qışı mülayim, yayı quraq keçən yarımsəhra və quru çöl iqlimi (quru subtropik) hakimdir. Qanıx-Əyriçay Azərbaycanın 2-ci rütubətli subtropik zonası olub, vilayətin ən çox yağıntı alan sahəsidir.
Çayları tranzitdir (yəni başqa ərazilərdə formalaşır). Əsas çayları Kür, Araz və onların qollarıdır. Artezian (Azərbaycanda 1-ci yer) və qrunt suları ilə zəngindir.
Gölləri - Acınohur, Mehman, Ağgöl, Hacıqabul, Sarısu, Candargöl və s.
Anbarları - Mingəçevir, Varvara, Şəmkir, Bəhramtəpə, Cavanşir, Ağstafa, Coğaz və s.
Su kanalları - Yuxarı Şirvan, Yuxarı Qarabağ, Baş Mil, Baş Muğan, Sabir, Əzizbəyov və s.
Torpaqları - boz, boz-qonur, boz-çəmən, açıq sabalıdı, şoran və s. Pambıq, taxıl, üzüm əkilir. Qış otlağı kimi istifadə olunur. Son illər əkin sahələri və yaşayış məntəqələri genişləndiyindən qış otlaqlarının sahəsi azalır.
Landşaft. Vilayətin əsas hissəsini yarımsəhra və quru çöllər; Kür sahillərində tuqay meşələri, Qanıx-Əyriçayda düzən meşələri formalaşıb. Vilayətdə düzən relyefin üstünlüyü, qışın mülayim, şaxtasız keçməsi, fəal temperaturun yüksək olması ərazinin mənimsənilməsini asanlaşdırır.
Qoruqları -Ağgöl, Elləroyuğu, Qarayazı, Şirvan, Qızılağac, Türyançay.
Problemləri. Vilayətdə quraqlıq olduğundan ərazi suvarılır. Nəticədə qrunt sularının səviyyəsi yüksəlir və şoranlıqlar yaranır. Torpaqları yumaq və kollektor-drenaj şəbəkəsi çəkməklə bu şoranlıqlara qarşı mübarizə aparılır.
Kür vilayətində 6 fiziki-coğrafi rayonlar vardır:
1. Küdrü Şirvan.
2. Qazax-Qarabağ.
3. Arazboyu.
4. Mərkəzi Aran.
5. Qanıx-Əyriçay. Rayonda gətirmə konusları yayılıb. Yeraltı sularla zəngindir. Düzən meşələri inkişaf edib;
6. Acınohur-Ceyrançöl. Rayonda arid-denudasion relyef yayılıb. Neft-qazla zəngindir. Çayları palçıqlı-sellidir. Rayonda Eldar şamı, Ardıc və Saqqız ağaclarının qorunduğu Ellər oyuğu və Türyançay qoruqları yerləşib.
Vilayətin Mərkəzi Aran və Arazboyu rayonları Iranla; Qazax Qarabağ rayonu Ermənistanla; Qanıx-Əyriçay, Acınohur-Ceyrançöl rayonları Gürcüstanla həmsərhəddir.