Провинция Кальяри находится в южной части Сардинии. На юге и востоке провинция обращена к Средиземному морю, с северной стороны она граничит с провинциями городов Нуоро, Ольястра и Ористано, а на западе - с провинцией городов Карбония и Иглесиас и провинцией города Медио Кампидано. Территория провинции города Кальяри простирается на 4569 квадратных километров (что составляет 19% всей территории Сардинии) и насчитывает 71 коммуну, в числе которых - город Кальяри, административный центр региона Сардиния.
Как и остальная часть острова, провинция города Кальяри представляет собой весьма неоднородную территорию, отличающуюся разнообразием пород, минералов, горных пейзажей, пещер и побережий.
В провинции находится Региональный природный парк Молентарджус-Салине, редкий пример экосистемы в сильно антропизированных местностях. Речь идёт об одном из крупнейших по небывалой численности птиц районе Европы, где только в водоёме Молентарджус живут 177 из 330 видов, составляющих целое семейство сардинских пернатых (1/4 самого крупного семейства европейских птиц). В определённые периоды года численность птиц здесь достигает более 20000 экземпляров, среди которых красные фламинго, цапли и малые белые цапли.
Парк граничит с одним из самых обширных в Италии пляжем Поэтто, простирающимся примерно на восемь километров и являющимся основным пляжем Кальяри. Кроме того, рядом с административным центром расположен Региональный парк Сетте Фрателли – Монте Дженис -один из крупнейших парков острова, место обитания сардинского оленя, а также мыс Селла-дель-Дьяволо, что означает «Седло Дьявола», названный так потому, что Люцифер, как гласит легенда, после своего изгнания из рая запечатлел в скале очертания своего седла.
Восточную часть провинции занимает территориальное подразделение Сарабус и Джерреи, где в начале ХХ века в целях борьбы с малярией были проведены значительные мелиоративные работы. Речь идёт о диком, но богатом характерными селениями районе.
