Wilayah Kharkiv di peta

Di bagian timur laut, di tepi sungai legendaris Ukraina Dnieper dan Don, wilayah Kharkiv tersebar. Itu menempati 31.418 km2 dan menjadi yang terbesar keempat di negara itu. Terletak di zona stepa dan hutan-stepa, berbatasan dengan beberapa wilayah Ukraina (Donetsk, Lugansk, Poltava, Sumy dan Dnepropetrovsk), serta wilayah Belgorod Rusia. Relief di sini sebagian besar datar, dengan sedikit kemiringan di barat daya dan tenggara menuju cekungan sungai. Di timur laut, wilayah ini menempati bagian dari Dataran Tinggi Rusia Tengah, dan di selatan – bagian dari punggungan Donetsk.

Kanal Dnieper-Donbass yang terkenal melewati wilayah wilayah tersebut, dan gas serpih diproduksi di perbatasan dengan wilayah Donetsk (ladang Yuzovskoye). Sungai Don adalah pemasok utama semua sumber daya air di wilayah tersebut (sebesar 75% Ada sekitar 50 waduk di sini, yang terbesar adalah Pechenezhskoye, Krasnopavlovskoye, dan Oskolskoye. Badan air terbesar termasuk sungai Bereka, Oskol, Udy dan Danau Liman.