המחוז משתרע על שטח של 1,807 קמ"ר.

בצפון – מחולון עד פתח תקווה ומועצה אזורית מודיעין.

במזרח – לאורך הקו הירוק בשפלת יהודה, ירושלים ומועצה אזורית גוש עציון עד כרמי צור.

בדרום – עד קריית גת, מועצה אזורית מטה יהודה ומועצה אזורית באר טוביה.

במערב – עד חוף הים.

טופוגרפיה

המחוז משתרע באזור מגוון מבחינה טופוגרפית. מהרי יהודה וחברון במזרח, בגובה של כ- 800-1,000 מטרים מעל פני הים, דרך שפלת יהודה לשטחים הנמוכים של עמק לוד בגובה של מטרים בודדים מעל פני הים ועד הים התיכון.

קרקעות

קרקעות המחוז מגוונות. קרקעות טרה רוסה באזור ההר, קרקעות רנדזינה באזור שפלת יהודה, קרקעות כבדות בעמקי הנחלים ובמקומות הנמוכים, קרקעות חמרה לכיוון מערב עד לחולות חוף הים. בדרום, המחוז נמצא על גבול קרקעות הלס של הנגב.

אקלים ומשקעים

אקלים ים תיכוני עם השפעות של הטופוגרפיה ומרחק מן הים. אקלים זה מאפשר מגוון גידולים, מהאזורים הצוננים של ההר דרך אזורים הצפויים לקרה בעמקים והאזורים החמים המתאימים לגידולים סוב-טרופיים.

כמות המשקעים, בממוצע רב שנתי, נעה בין כ- 800 מ"מ ויותר באזור ירושלים וצפון הר חברון ועד 400 מ"מ באזור ניר בנים.

נתונים אלו, מאפשרים שונות ואפיון לכל תת אזור, קביעת גידולים עדיפים בכל אזור תוך קרבה למרכז הארץ ולתשתיות לאומיות כדוגמת שדה התעופה נתב"ג, דבר המאפשר את קיומן של משתלות לייחורים, חצילים, כרוביים ועוד במחוז.