Sinop Qara dənizin sahilində, şimala doğru uzanan Boztəpə burnu və yarımadası üzərində yerləşir.

İlin sahəsi 5862 km² olub Türkiyə ərazisinin 0.8 %-ni əhatə edir. Qərbində Kastamonu, cənubunda Çorum, cənub-şərqində Samsun illəri, şimalında Qara dəniz yerləşir. 475 km uzunluğundakı sərhədlərinin 300 km-i quru, 175 km-i isə dəniz sahilidir.

Dağlar dənizə paralel olaraq yerləşmiş olub şimal-qərbdə uzanan dağlar Mərkəz ilçələrə 9–10 km yaxlaşdıqca alçalır və sahil ovalıqlar əmələ gətirir. Ən yüksək təpələr Ayancıkda Çanqal (1.605 m) və Boyabatda Dranazdır (1.345 m)

Boyabat-Durağan bölgəsindəki Qızılirmaq vadisi istisna olmaqla əhəmiyyətli vadisi yoxdur. Sinop və Boyabat ən əhəmiyyətli düzənliklərdir.

Ən əhəmiyyətli çaylarından Göyirmaq Boyabat ovalığını sulayıb Qızılirmaqla birləşir. Çatalzeytun, Ayancık, Qarasu, Qanlıçay (Güzəlcəçay) və Kabalı çayları Qara dənizə tökülür.

Sinop şəhərinin biri şimal-qərbdə, biri cənub-şərqdə olmala iki limanı vardır. Əsas limanı cənub-şərqdəkidir.

Sinopun iqlimi nəmli olduğundan ərazi zəngin meşələrə və bitki örtüyünə sahibdir. Meşələr həm zəngin, həm də müxtəlif növlərə ev sahibliyi edir. Şam, küknar, palıd, vələs, ağcaqayın, göyrüş, qarağac (bitki) və qovaq əsas ağac növləridir. "Ağac dənizi" adlandırıaln Çangal meşələri Ayancık, Türkeli və Boyabat ilçələrini əhatə edir. Dıranaz, Göytəpə, Soyuqsu və Ələkdağ meşələri həm ərazinin gözəlliyini təmin edir, həm də Sinop iqtisadiyyatı üçün əhəmiyyət kəsb edir.

Sinopun bitki örtüyü müxtəlif ağac növlərindən ibarətdir. İlin sahil hissəsində Aralıq dənizi bitkiləri bitir. Dəfnə ağacı, qarağac (bitki), çinar, fındıq, adi zoğal, ağcaqayın, vələs, qara şam ağacı və meşə şamından ibarət bu bitki örtüyü 1.800 metr hündürlüyə qədər yayılmışdır.

Sinop-Qərzə meşələri sahildən daxili hissələrə şimaldan, cənubdan uzanır. Bu meşələr yaşlıdır. Ağcaqayın, vələs, palıd, göyrüş, şam və küknar ağaçlarından ibarətdir. Girəgöz meşəsi Sinop ilinin ən böyük meşəsidir. Bu meşə 80 metr hündürlükdə yerləşir.

Ayancıq meşələri isə Zanqal meşələri ilə bir neçə meşənin birləşməsindən ibarətdir.