La provincia es principalmente desértica, y está experimentando un grave deterioro del medio ambiente como consecuencia de la catástrofe ecológica del mar de Aral.
La provincia de Daşoguz se encuentra en la depresión del Turán.
La franja noreste de la provincia, junto a la frontera con Uzbekistán, se encuentra en la cuenca del río Amu Daria, y es allí donde se ubican las principales ciudades y gran parte de la población.
Al este existen dos lagos: el Sariqamish y el Karakum, que presentan grandes oscilaciones en el nivel del agua debido a la desertización del territorio.
Entre ambos lagos se encuentra la reserva natural de Gaplaňgyr.