A província de Pedernales tem uma área total de 2.080,5 km2 (803,3 sq mi). Tem 4,3% da área da República Dominicana e está classificada como a 7ª (de 31 mais o Distrito Nacional) maior província.
A província está localizada na Península de Barahona. A Serra de Bahoruco está na metade norte da província; sua montanha mais alta, e a montanha mais alta da província, é Loma del Toro, 2.367 m (7.766 pés) acima do nível do mar, nos limites com a província de Independência.
O resto da província é formada por savanas e planícies de rochas calcárias. As savanas estão próximas à costa, como a Savana Sansón em Oviedo e a Savana Pedernales ao redor da cidade de Pedernales.
Várias pequenas ilhas pertencem à província. As principais ilhas são Beata e Alto Velo.
A altitude da Pedernales, capital da província, é de 22 m acima do nível do mar.
O único rio importante é o rio Pedernales, com seu afluente Mulito. O rio Pedernales marca a fronteira entre a República Dominicana e o Haiti.
Há várias lagoas (uma lagoa é um pequeno lago próximo ao mar) com água salobra. A mais importante é a Laguna de Oviedo, na costa leste e próxima à cidade de Oviedo, com uma área de 28 km2 (11 sq mi). Na costa oeste, a lagoa mais importante é a Laguna Salada, com uma área de 1,8 km2 (0,7 sq mi).
Clima
O clima da província é tropical, quente a maior parte do ano, mas é mais frio nas montanhas. É muito seco nas savanas e planícies, com longas secas, mas as chuvas são comuns nas altas montanhas.