Die Region grenzt im Norden an die Region Poitou-Charentes, im Nordosten an die Region Limousin, im Osten an die Region Midi-Pyrénées, im Süden an Spanien und im Westen an den Atlantik (Golf von Biskaya). Sie umfasst den größten Teil des aquitanischen Beckens, einer flachen Landschaft, die in erdgeschichtlich jüngster Zeit durch die Sedimente gebildet wurde, die Garonne, Adour und ihre Nebenflüsse angelagert haben. Nur im äußersten Norden und Süden finden sich gebirgige Gegenden: So liegt am Nordostrand der Region die erste Steilstufe des Zentralmassivs, an der Grenze zu Spanien erheben sich die Pyrenäen, die dort bereits weit über 2000 m ansteigen. Zwischen Zentralmassiv und dem aquitanischen Becken befinden sich ausgedehnte, relativ niedrige Kalkplateaus, deren Ausläufer bis unmittelbar vor Bordeaux reichen.

Das Klima ist - abgesehen von den Hochlagen - ganzjährig mild. An der Atlantikküste beträgt die Jahresdurchschnittstemperatur über 15°C, in Bordeaux etwa 14°C, an der Grenze zum Limousin noch 11°C. Dieser Unterschied kommt insbesondere durch die milden Winter in Küstennähe zustande. Die Niederschläge sind relativ hoch und nehmen nach Süden hin immer mehr zu. Sie fallen vornehmlich im Winterhalbjahr.

Die Düne von Pyla ist mit über 100 m Höhe und fast 3 km Länge die größte Sanddüne Europas. Im Landesinneren findet man die berühmten Weinberge von Bordeaux.