Kars ili Doğu Anadolu Bölgesi'nin Kuzeydoğu kesimlerinde yer almaktadır. Doğusunda Ermenistan, Güneydoğusu'nda Iğdır, Güney'de Ağrı, Batı'da Erzurum, kuzeyde ise Ardahan illeriyle çevrilidir.  Yüzölçümü 9442 km2 olan il, ülke alanının % 1.2'sini kaplamaktadır. Deniz seviyesinden yüksekliği 1768 m'dir. İl, 42° 10' ve 44° 49' doğu meridyenleri, 39° 22' ve 41° 37' kuzey paralelleri arasında bulunur.  Büyük bir plato özelliği gösteren il topraklarının %51'i platolarla, %19'u ovalarla, %30'luk kısmı ise dağlık ve tepelik alanlarla kaplıdır. İl alanında, aşınmış yuvarlak tepecikler ve sönük biçimler yaygındır. Volkanlardan çıkan lav ve küllerin çevreye yayılması sonucunda geniş yaylalar ve ovalar durumunu almıştır. Dik yamaçlara ve çıplak kayalıklara sadece vadi içlerinde rastlanılabilir.

Platolar
Akarsu vadileri boyunca sıralanan ovaların arasında yer alan Kars Platoları, Kars şehrinin % 51’ini oluşturmaktadır. Çok geniş ve dalgalı olan platoların bazı kesimlerinde küçük düzlükler ve çöküntü gölleri bulunur. Kars Platoları, Sarıkamış’ın hemen güneyinden başlayarak, doğuda Arpaçay vadisine, kuzeyde Başgedikler düzlüğüne dek uzanır. Platonun Sarıkamış’ın güney ve doğusuna düşen kesimleri ormanlarla kaplıdır. Kars Platoları, Aras Vadisi’ne doğru alçalır. Plato doğuya ve kuzeydoğuya doğru genişler ve yükselti hızla artar. Kars platolarının genel yükseltisi 1500-2000 m. arasındadır. Kalın bir toprak tabakası ve volkanik tüflerle kaplıdır. Düzenli bir sıra oluşturan Allahüekber ve Yalnızçam Dağları ile Kısır Dağı, Kel Dağ ve Akbaba Dağı’nın dorukları dışında kalan kesimlerde, çeşitli yükseltilerdeki platolar uzanmaktadır. Çöküntü olanlarının tabanlarında ve akarsu vadilerinde yer alan plato düzlükleri genellikle geniş otlaklarla kaplıdır. Bu bölge “Erzurum-Kars Yaylası” adı ile anılır. Bu yayla, yüksek ve hafif dalgalı alanların biraraya gelmesi ile oluşmuştur.

Ovalar
Türkiye’de yüksek ovalara en ilginç ve en güzel örnek olarak Kars’taki ovalardır. Arpa ve buğday yetiştirilen ovalarda, son yıllarda sulamanın da ön plana çıkması ile şeker pancarı da önemli ürünler arasına girmiştir. Kars ovası Allahuekber Dağları ile Sarıkamış-Kars Platosu arasındaki doğuya doğru açılan büyük çöküntü oluğunda yer alır. Yükselti ve topografya nedeni ile Kars Ovası’nda arpa ve buğday dışında tarım ürünleri pek yetişmez. Bunda sulamanın yetersizliği de önemli bir etkendir. Kars Ovası’nın yüzölçümü 2500 m2 olup, bu alan ile Doğu Anadolu bölgesinin en geniş ovasıdır. Ova il yüzölçümünün %19'unu oluşturmaktadır.

Dağlar
İl toprakları yüksek dağlarla kuşatılmış ve genelde batı-doğu doğrultusunda uzanan akarsularla derin biçimde yarılmış geniş bir plato niteliğindedir. Kuzey kısımlarını Kabak, Kısır ve Akbaba dağları engebelendirir. Doğu kesimini engebelendiren Dumanlı Dağı (2699 m) ildeki başlıca yükseltiler arasındadır. Güney kesimlerini ise Karasu – Aras Dağlarının uzantıları teşkil eder. İl topraklarının orta kesimi Erzurum – Kars platolarının doğu kesimini kapsar. Bu dalgalı düzlüklerin yükseltisi 2000 – 2200 m’ yi bulduğundan çevredeki dağlar pek yüksek görülmez. Ova denilebilecek düzlüklere yalnızca Kağızman yöresindeki Aras Irmağı vadisinde rastlanılır. Doğu Anadolu’nun diğer yörelerine göre yer şekilleri az çok farklılıklar gösterir. En sönük şekilli yöresi burasıdır. Çıkan lavlar ve küller etrafa yayılarak çukur yerleri doldurmuş, böylece yer şekillerinin sade bir görünüm kazanmasını sağlamıştır. Bu nedenle Kars yöresi geniş ve sade şekilli hatta tek tür görünüşlü yaylalar ve ovalar halinde serilir. Kars yöresi her yerden ziyade ovaları, yaylaları hatta dağların tepesine kadar olan yerleri bile kalın bir toprak örtüsüyle kaplıdır. Bütün bu özellikleri yanında önemli dağları şunlardır: Sarıkamış’ın güneyinde Çamyazı’ya doğru uzanan Süphan Dağı(2909 m)-en yüksek noktasına Ziyaret Tepesi denir-, Allahuekber Dağları üzerindeki Allahuekber Tepesi (3120 m), Kars ovasının yakınlarında uzanan Ağadeveler Dağı (2423 m), Hacıhalil Dağı (2366 m), bu dağın kuzeyinde yer alan ve Kars şehrinin içme suyunun karşılandığı Borluk Dağı (2450 m), Arpaçay vadisinin güney kesimlerindeki Tarhan Dağı (2617 m), Çıldır Gölü yakınlarındaki Kısır Dağı ki, bu dağın yüksek kesimleri iki çataldır. Bunun Kars’a bakan kısmına Hacı Galo Dağı (2944 m), Çıldır'a bakan kesimine Zuzan Dağı (3197 m) denir. Bunların yanında, Kars’ın kuzeydoğusunda Yağlıca Dağı (2970 m), Sarıkamış’ın güneyinde ise Aladağ (3134 m) yer alır.İl alanında, aşınmış yuvarlak tepecikler ve sönük biçimler yaygındır. Volkanlardan çıkan lav ve küllerin çevreye yayılması sonucunda geniş yaylalar ve ovalar durumunu almıştır. Dik yamaçlara ve çıplak kayalıklara sadece vadi içlerinde rastlanılabilir.

Göller
Kars ilinde irili ufaklı çok sayıda göl mevcuttur. Başlıcaları : Çıldır Gölü (bir kısmı Ardahan ili toprakları  içerisinde yer alır), Aygır Gölü, Kuyucuk Gölü ve Turna gölleridir. Bu doğal göllerin yanında tek yapay göl ise Arpaçay Baraj Gölüdür.

Çıldır Gölü: Bu göl ilimizin kuzeydoğusunda alır. Bir kısmı Ardahan ili sınırlarında bulunan gölün güney kesimleri Kars ilinin toprakları içerisindedir. Denizden 1957 m yükseklikte bulunan ve 120 km2 ile Van gölünden sonra Doğu Anadolu'nun en büyük ikinci gölü olan Çıldır Gölünün suları tatlıdır. En derin yeri 22 m’yi bulur. Çevresinde bir çok yaban kuşları barınan gölde civarındaki halka gelir getiren sazan ve alabalık bulunur. Gölün fazla suları Cara deresiyle Kars Çayına karışır.

Aygır Gölü: Kars-Göle yolu üzerinde 4 Km2 'lik alana sahip, küçük bir cav setti gölüdür. En derin yeri 30 m olan gölün suları tatlıdır. Susuz ilçesinin batısında yer alan bu göl, çevresinde eriyen kar suları ve dibindeki kaynaklarla beslenir. Bu göle kışın donan sularının ilkbaharda erimesi sırasında göl içerisindeki havanın geri tepmesi ile çıkan ve at kişnemesine benzer bir sesten dolayı Aygır gölü adı verilmiştir.

Deniz (Çengilli) Gölü: Aladağ’ın Kağızman ilçesine bakan yamaçlarında yer alır. Dipten beslenen ve suları tatlı olan göl içerisinde bol miktarda balık bulunur.

Turna Gölü: Kağızman’a bağlı Kötek bucağının Kuzeydoğusundaki volkanik alanda yer alan gölün alanı 2 km2'den biraz fazladır. Kabaca daire biçiminde olan göl, çevresini saran tepelere doğru bir takım girintiler yapar. Kıyıları çimenlerle kaplı olan Turna Gölü bu tepelerden inen kar suları ve dibinden kaynayan pınarlarla beslenir. Orta kesimlerine doğru oldukça derinleşen ve suları tatlı olan gölde balık yoktur.

Akarsular

Arpaçay: Aras Irmağının önemli kolu olan Arpaçay, İl’in doğusunda  Ermenistan'la sınır çizer. Akarsuyun en önemli kolları Karahan ve Kars Çaylarıdır. Çıldır gölünden çıkan Telek Suyu da Arpaçaya katılır.

Kars Çayı: Sarıkamış yakınlarındaki  dağlardan kaynaklanan 93 km uzunluğundaki akarsu, ince bir çay halinde ilçenin önlerinden doğuya doğru akar. Kuzeye döndüğü yerde Yolgeçmez denilen oldukça derin bir boğaza girer. Akarsu daha sonra Kars Ovasındaki geniş ve derin düzlüklere açılır. Ova boyunca onun eksenine uygun olarak uzanan çay artık Kars Çayı adını alır. Akarsu Kars’ın doğusunda derin boğazlara girer. Bunlar Kars Boğazı, Keçebörk ve Şahnalar Boğazlarıdır. Kars Çayı  Şöregel düzlüğünde Ermenistan sınırından gelen ve kendisinden daha küçük olan Arpaçay’a karışır.

İçmeler ve Kaplıcalar: Kars ili şifalı sular bakımından zengindir. Ancak ildeki bu değerlerden yeteri kadar yararlanılmamaktadır. Kars’taki şifalı suların çoğunda tesis bulunmamaktadır. Bu kaynaklar arasında Kağızman'daki Kötek kaplıcaları, Aktaş ve Kızıltaş kaplıcaları ve Akyaka kaplıcaları önde gelmektedir. Sarıkamış'taki Karaurganlı İçmesi, konaklama yerleri ve içmeleri bulunan şifalı bir kaynaktır. Made suyu özellikle mide rahatsızlıklarına iyi gelmektedir. Susuz’daki çermik ise romaztizmal hastalıklara iyi gelmektedir. Akyaka kaplıcaları ise bakımsızlıktan dolayı kullanılamamaktadır.