Coğrafi kordinatı: 43°09′ şm. e. 131°59′ ş. u.

Yarımada qərbdən Amur körfəzi, şərqdən isə Ussuri körfəzi ilə əhatələnmişdir. Şərqi Bosfor boğazı ilə Ruskiy adasından ayrılır.

Yarımada şimal-şərqdən cənub-şərqə 35 km məsafəədə uzanır. Eni enli hissədə 17 km-dir. Yarımadanın Çayka-Rıbaçiy xəttində 13 km, Sportivnaya Qavan hoissəsində 9 km-dir. Yarımadanın sahəsi 414 km²-dir.

Muravyov-Amurski yarmadası Xanka massivinin cənubunda yerləşir. Yarımadanın ən hündür nöqtəsi Sinyaya Sopka dağıdır (474 m). Yarımadanın ən hündür cənub nöqtəsi Varqin dağıdır (458 m). Yarımadada digər zirvələr 400 metri keçmir.

Yarımadanın ərazisindən axan çayların uzunluğu çox deyildir. Nisbətən iri çaylar Amur körfəzinə tökülür. Amur körfəzinin sahəsi 236 km², Ussuri körfəzinin sahəsi — 178 km² təşkil edir. Bölgədə yağıntı əsasən yay dönəmində mövsümündə düşür. Yağıntının artığı dönəmdə çaylarda suyun səviyyəsi artır. Boqataya və Pionerskaya çayları üzərində su anbarı inşa edilmişdir. Vladivastok şəhəri ərazisindən keçən çayların kənarları dəmir-beton konstreukdiyası ilə əhatələnmişdir. Yarımada ərazisində iki iri su anbarı Pionerskaya və Boqataya çayları üzərində inşa edilmişdir. Onların sahəsi 1,86 və 0,84 km²-dir. Təbii gölləri olan Çerepaşe, Çan, Bezimyanoye dənizin mənşəllidir. Yarımadada ən böyük göl Çerepaşe gölüdür. Onun sahəsi 0,16 km²dir.

Yarımada ərazisinin 260 km² və ya 60%-dan çox sahəsi meşə ilə örtülüdür. Meşələr əsasən yarımadanın hündür qayalıqları, dağ yamacları hissələrdə yayılmışdır. Meşələr daha çox yarımadanın şimal şərq hissəsində yayılmışdır. Vadilərdə isə iri meşə sahələri su anbarlarının ətraf ərazilərində qalmışdır. Burada Mancuriya qozu, palıd, toz ağacı və s bitkilər üstünlük ttəkil edir. Yarımadanın düzən əraziləri, dağətəyi bölgələr, sahil zonası əsasən şəhər tilililəri, yollar, sənaye zonaları ilə örtülmüşdür.

Yarımadanın sahil xəttinin uuzunluğu 129 km-dir. Şimal-şərq sahilinin uzunluğu (Amur körfəzi sahilləri) — 42 km, cənub sahillərinin uzunluğu (Zalatoy Roq körfəzfi ilə Şərqi Bosfor boğazı sahillərinə qədərki ərazi) — 36 km, cənub-şərq sahillərinin uzunluğu (Ussuri körfəzi) — 51 km təşkil edir.