阿尔汉格尔斯克州位于东欧平原的北部,西部有维特利亚山脉,西北濒临白海。阿尔汉格尔斯克州包括新地岛和索洛韦茨基群岛及其它岛屿。州的东北部与涅涅茨自治区相邻,东部与科米共和国相邻,东南部与基洛夫州相邻,南部和东南部与沃洛格达州相邻,西部与卡累利阿共和国相邻。境内主要河流有北部的德维纳河及其支流皮涅加河、奥涅加河和梅津河。州内约有2500个湖泊。阿尔汉格尔斯克州一月份平均温度在零下12℃~零下18℃之间,七月份平均温度在8℃~16℃之间,年降雨量为300~500毫米。州的北部是终年冻土地带,中部为浅层冻土和沼泽冻土土壤,往南渐为森林(樟子松和云杉)。