Ο Νομός Καβάλας ανήκει γεωγραφικά στην Μακεδονία και υπάγεται διοικητικά στην περιφέρεια Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης και συνδυάζει το ορεινό με το πεδινό τοπίο. Στα Δυτικά συνορεύει με το Νομό Σερρών στα Βορειοδυτικά του με το Νομό Δράμας, στα Βορειοανατολικά με το Νομό Ξάνθης, ενώ προς Νότια βρέχεται από το Αιγαίο Πέλαγος.

Στο ανάγλυφο του νομού δεσπόζουν τρεις όροι. Το Παγγαίο όρος στα δυτικά, τα όρη της Λεκάνης βορειοανατολικά και το όρος Σύμβολο στο νοτιοδυτικά. Μεταξύ αυτών σχηματίζονται οι πεδινές εκτάσεις του νομού. Επιπλέον ο ποταμός Νέστος ρέει στα όρια του νομού με το νομό Ξάνθης και αρδεύει την πεδιάδα της Χρυσουπόλεως. Οι ακτές του νομού, που εκτείνονται μεταξύ των εκβολών του Στρυμώνα και του Νέστου είναι 105 χιλιομέτρων. Στον Νομό Καβάλας περιλαμβάνεται και η νήσος Θάσος, αλλά και η νησίδα Κοίνυρα.