Il territorio della Provincia si sviluppa attorno alla grandissima Baia di Antsiranana, la seconda più grande del mondo, con 156 km di costa caratterizzata da piccoli villaggi di pescatori, spiagge deserte e fondali marini ricchi di vita. La provincia si affaccia anche a ovest sul Canale di Mozambico e a est sull'oceano Indiano. Nell'entroterra si trovano anche alcuni importanti rilievi. La Montagna d'Ambra (1475 m), di origine vulcanica; l'Ankarana (409 m); lo Analamera (646 m); la Montagna dei Francesi (426 m); il Windsor Castle (391 m) e la montagna più alta del Madagascar, il Massiccio dello Tsaratanana (2874 m).

Gran parte del territorio della provincia (che è una meta turistica di una certa importanza per l'economia del paese) è parco naturale.

La regione di Antsiranana presenta un clima tropicale secco; la stagione secca va da maggio a dicembre ed è caratterizzata da un aliseo del sud-est detto Varatraza; la stagione delle piogge, nel resto dell'anno ha precipitazioni limitate. La baia e lo Tsaratanana proteggono la regione dai cicloni (l'ultimo è stato nel 1984). La Montagna d'Ambra ha un proprio microclima tropicale umido, con forti precipitazioni per tutto l'anno, che si accentuano da gennaio a febbraio.

Air Madagascar organizza voli regolari tra Antsiranana e altre città del paese.