Limita por el norte con el departamento de Apurímac y con el departamento del Cusco, por el este y por el sur con la provincia de Condesuyos, y por el oeste con la provincia de Caravelí y el departamento de Ayacucho.

El río Cotahuasi, que atraviesa la provincia, da origen al cañón de Cotahuasi, que es el más profundo del mundo, alcanzando 3535 m de profundidad, según afirman investigadores.

La sede de la municipalidad provincial se encuentra en Cotahuasi y se encuentra dividida administrativamente en once distritos o municipalidades distritales.

[2]​ Además, existen, al 2017, 442 centros poblados en el territorio.

(km²) (2017) (habs./km²) poblados La provincia tiene una población aproximada de 12 827 habitantes al 2017.