Облыс аумағының рельефі әртүрлі. Солтүстік жартысын Желтау (221 м), Мыңсуалмас (148м) тауларымен және құмды массивтермен (Қарақұм, Сам және басқалар), кең сортаңдармен (Оликолтық, Қайдақ, Қарадөл, Қаракешу және басқалар) және Бозашы түбегімен орналасқан Каспий маңы ойпаты алып жатыр. Орталық бөлігін Маңғыстау (Ақтау 556 м, Қаратау, 562 м) таулары орналасқан Маңғыстау түбегі және ТМД-дағы ең терең Қарақия ойпаты (132 м) орналасқан. Оңтүстік-батысында Кендірлі-Қаясан, оңтүстігінде-Қарынжарық ойпаты орналасқан. Облыстың шығысы Үстірт үстірті орналасқан.
Жер қойнауы мұнай, газ, фосфорит, көмір, марганец, әртүрлі тұздар, ұлутасығыш қорына бай.
Климаты континентальды, өте құрғақ. Қаңтар айының орташа температурасы-14, – 19оС, шілде +26, + 40оС. Жылдық жауын-шашын мөлшері 100-150 мм.
Маңғыстау облысының әкімшілік-аумақтық бөлінісі 3 қала (Ақтау қаласы, облыстық маңызы бар Жаңаөзен моноқаласы, аудандық маңызы бар Форт-Шевченко шағын қаласы), 5 аудан, 46 ауылдық округ, 61 ауылдық елді мекен болып табылады.