Облыс Қазақстан Республикасының солтүстік-шығысында орналасқан және солтүстігі мен шығысында Ресей Федерациясының облыстарымен, оңтүстігінде Абай және Қарағанды облыстарымен, батысында Ақмола және Солтүстік Қазақстан облыстарымен шектеседі. Өңір ірі Ертіс өзенінің жағасында орналасқан. Облыс еліміздің минералдық-шикізат кешенінде жетекші орындардың бірін алады. Өңірдің ірі қалалары: Павлодар, Екібастұз, Барнаул және Ақсу.