İlimiz Doğu Anadolu bölgesinin kuzeydoğusunda ve 1.800 m yükseklikte yer alır. Doğusunda Gürcistan ve Ermenistan, Güneyinde Kars ve Erzurum, Batısında ise Artvin İli sınır teşkil etmektedir.
Arazi yapısı bakımından İlimiz Doğu Anadolu’nun en dağlık ve en engebeli arazi yapısına sahiptir. Şehir merkezi kendi adını taşıyan ve ortasında Kür (Kura) nehrinin geçtiği bir ovada kurulmuştur. İlin toplam yüzölçümü 4.842 km2 dir.


Ardahan’da yağışlar; kışın kar, yılın diğer mevsimlerinde yağmur olmak üzere her mevsimde görülmekle birlikte en fazla yağış Nisan, Mayıs ve Haziran aylarına rastlar. Yıllık 533,4 mm. yağış ortalaması görülmektedir. Kış mevsimi genellikle Ekim ayı sonlarında başlayıp, Nisan ayı sonlarına kadar sürmekte olup, ortalama kar örtülü gün sayısı 127,8 gündür. 15 Yıllık ortalama sıcaklık 3,7 C° ve ortalama bağıl nem oranı %71 olarak gerçekleşmiştir. 2,0 ile 8,0 arası oranında bulutluluk, yıllık ortalama 224,5 gün ve kapalı gün sayısının 51 olarak gerçekleşmesi; ilde iklimin genel olarak serin geçmesinin en önemli nedenleri arasında dikkat çekmektedir. İlkbahar geç donları 15 Haziran’a kadar sürmekte ve sonbahar erken donları da 5 Eylül’de görülmeye başlamaktadır.
2. alt bölge olan Posof bölgesi; yıllık ortalama yağış miktarı (600mm) ve ortalama yüksek sıcaklıkların daha fazla olması ile nispeten daha ılıman bir iklime sahiptir. Bitki örtüsü
İl genelinde Kısır dağının çevresi hariç diğer dağların hemen hemen çoğunun kuzey yamaçları saf sarıçam ormanları ile kaplıdır. Farklı olarak Posof çevresinde ladin, diğer yapraklı türlerden titrek kavak, söğüt, huş, meşe, gürgen, kızılağaç mevcuttur. Ayrıca yine Posof alt bölgesinde yaban eriği, ahlat, üvez, karaçalı, laden, böğürtlen, kuşburnu, yaban gülü, yaban fındığı ve otsu türler olarak da; üçgül, karanfil, ayı üzümü, çan çiçeği, kuzu kulağı, salkım otu, sarmaşık otu, geven, çilek, düğün çiçeği, aslan pençesi, kekik, gelincik, vs. bulunmaktadır. Dağların en yüksek kesimleri dahil hiçbiri aşınmamış olup bitki örtüsünün büyük çoğunluğunu doğal çayır ve meralar oluşturmaktadır.
Dağlar
Ardahan genel olarak dağlık bir yayla görünümündedir. İl topraklarının görünümü çoğunlukla sıra dağlarla bölünmüş, bunların arasında yüksek düzlükler, ova ve vadiler şeklindedir. İl toprakları ülkenin genel topografik yapısında görülen, batıdan doğuya doğru gittikçe yükselme ve sarplaşmanın en son noktasındadır. Ardahan ilinin kuzey kesiminde Yalnızçam Dağları (2715m.), güneybatı kesiminde ise Allahuekber Dağlarının (2919m.) uzantıları bulunmaktadır. Kuzeydoğusunda Keldağı (3033m.), doğusunda Akbaba Dağı (3026m.) ve ilin en yüksek noktasını oluşturan Kısır Dağının doruğu (3197m.) ise güney kesiminde bulunmaktadır.
Bunun haricinde belli başlı yerler; Ardahan Göle arasında Kayak Merkezinin üzerinde bulunduğu Uğurlu Dağı (2806m.), Posof-Ilgar Dağı (2918m.), Hanak Serinkuyu ve Çavdarlı Yaylalarının üzerinde bulunduğu Cin Dağı (2957m.), Posof-Arsiyan Dağı (3160m.), Alagöz-Yaylacık Köyleri arasında Ziyaret Tepesi (2494m.), Büyük Sütlüce ve Hoçuvan arasında Kartal Tepesi (2521m.), Ardahan-A.Lıkan-Baştoklu Yaylalarının üzerinde bulunduğu Persokıran Tepesi (2641m.) dikkat çekenler arasındadır.
Vadiler
Ardahan ilinde çok önemli vadiler olmayıp ancak merkez ilçe sınırları içerisinde Kartalpınar-Balıkçılar-Altaş arasında ve Çıldır ilçesine bağlı Doğankaya-Kotanlı-Kaşlıkaya-Kuzukaya köyleri arasında, kura nehrinin geçtiği yerlerde oluşan Kura Vadisi (Sevimli-Vel/Köroğlu-Kalesi bu vadi içerisinde) bulunmaktadır.

Çıldır’dan gelip Kura nehri ile birleşen Karaçay’ın Yıldırımtepe civarında oluşturduğu Karaçay Vadisi (Şeytan Kalesi bu vadi içerisinde bulunmaktadır) ve yine Kurtkale grubu civarında vadi ve kanyon oluşumları görülmektedir. Bu vadiler çoğunlukla doğal orman ve çalılıklar ile örtülüdür. Kurtkale civarındaki vadilerde değişik meyve ağaçları da bulunmaktadır.
Ovalar
Ardahan merkez ilçenin de üzerinde kurulduğu Ardahan Ovası 180 km2’lik alan ile ilin en büyük ovasıdır. Ovanın ortasında Kura (Kür) Nehri geçmektedir. Diğer önemli ova ise Göle ilçe merkezinin üzerinde kurulu bulunduğu 150 km2’lik Göle ovasıdır. Göle ovasının yüksekliği ortalama 2000m. civarındadır. Ayrıca nispeten daha küçük alanlardan oluşan Hanak ovası (20 km2) ve Hoçuvan Ovası (14 km2) da bu grupta adlandırılabilir. Mevcut ovalar büyük oranda çayırlarla kaplı olup, bunların bir kısmında tahıl, yem bitkileri ve önemli oranda da çayır otu üretimi yapılmaktadır. İlkbahar ve sonbaharda ise hayvan otlatma alanı olarak kullanılmaktadır.
Yaylalar
Ardahan ilindeki mevcut dağların (Bkz. Dağlar) tamamının daha çok güney yamaçları ve etekleri 3 aylık yaz mevsiminde yayla olarak kullanılmaktadır. Ortalama 2000-2800m. yükseklikte olan bu yaylalar, sahip olduğu zengin otlaklarla hayvancılık için elverişli bir ortam oluşturmaktadır. Farklı olarak Artvin-Ardanuç sınırında Yalnızçam Dağları üzerinde bulunan Bülbülhan ve Botanik Yaylası; Erzurum, Artvin ve Ardahan’ın katılımı ile panayır ve pazar amaçlı kullanılmaktadır.
Mayıs ve Haziran aylarına rastlar. Yıllık 533,4 mm. yağış ortalaması görülmektedir. Kış mevsimi genellikle Ekim ayı sonlarında başlayıp, Nisan ayı sonlarına kadar sürmekte olup, ortalama kar örtülü gün sayısı 127,8 gündür. 15 Yıllık ortalama sıcaklık 3,7 C° ve ortalama bağıl nem oranı %71 olarak gerçekleşmiştir. 2,0 ile 8,0 arası oranında bulutluluk, yıllık ortalama 224,5 gün ve kapalı gün sayısının 51 olarak gerçekleşmesi; ilde iklimin genel olarak serin geçmesinin en önemli nedenleri arasında dikkat çekmektedir. İlkbahar geç donları 15 Haziran’a kadar sürmekte ve sonbahar erken donları da 5 Eylül’de görülmeye başlamaktadır.

2. alt bölge olan Posof bölgesi; yıllık ortalama yağış miktarı (600mm) ve ortalama yüksek sıcaklıkların daha fazla olması ile nispeten daha ılıman bir iklime sahiptir.