Limita al norte con las provincia de Salta; al este con las provincias de Salta, Tucumán, Santiago del Estero y Córdoba; al sur con las provincias de Córdoba y La Rioja, y al oeste con la República de Chile. 

La mayor parte de su superficie está cubierta por montañas, que se agrupan en cuatro sistemas bien diferenciados: las sierras pampeanas, el sistema Narváez Cerro Negro Famatina, la zona de transición cordillerana catamarqueña y la puna. Hacia el norte, la provincia está cubierta por montañas y estrechas quebradas que, de pronto, se ensanchan en amplios valles o surgen al borde de la cordillera andina. Este relieve contrasta con las salinas de Pomán, una inmensa llanura blanquecina que separa el grupo occidental del sistema del Aconquija. Las Salinas Grandes, una depresión de casi 5.000 Km2, cuenta con un suelo salitroso donde la vegetación está casi ausente.

Enmarcando esta abrupta geografía, las montañas de la provincia de Catamarca se agrupan en dos sistemas. Uno se desprende de la cordillera de los Andes, y el otro, de las sierras del Aconcoquija. En el primero se levantan las cimas de mayor altura, como, por ejemplo, El Ermintaño, Dos Conos y San Francisco, que superan los 6.000 m; el Incahuasi, de 6.638 m, y el volcán Pissis, de 6.882 metros. El segundo sistema montañoso es menos árido. Las sierras están flanqueadas por una frondosa vegetación, nutrida por los vientos húmedos que proceden del océano Atlántico. En la parte sur de este complejo, a una altura de casi dos mil metros se hallan el Campo de Pucará, una extensa llanura de pastos tiernos y sumamente fértil. El epicentro de este conjunto es el Clavillo del Aconquija, del cual parten cordones montañosos menores.

La zona en que se encuentra esta provincia es de clima árido y semiárido, sufre de escasez de recursos hídricos superficiales, factor principal de la actividad humana y de su localización. 

Las actividades productivas principales son la agricultura intensiva y la minería. Para la actividad agrícola se han aprovechado los espacios intermontanos, tales como los bolsones y valles. 

La tasa media anual de crecimiento es del 23,5% y la densidad de 2,6 habitantes por kilómetro cuadrado. 

Toda la provincia tiene lugares de interés turístico, donde se puede admirar sus bellezas paisajísticas como la habilidad de los artesanos o la presencia de las culturas prehispanas, ya que se considera a todo el territorio de la provincia un reservado arqueológico por excelencia. 

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