Charakterystyka thumb|left|300px|Mapa ogólnogeograficzna powiatu tarnogórskiego. Obszar bardzo silnie zaludniony (214 mieszkańców na km²) i zurbanizowany (ok. 68% ludności zamieszkuje miasta).
Powiat położony na północ od aglomeracji górnośląskiej, południowa część silnie rozwinięta przemysłowo i technologicznie (Tarnowskie Góry, Radzionków), tereny północno-zachodnie oraz wschodnie mają charakter rolniczo-leśny (51,7% powierzchni powiatu to Lasy Lublinieckie).
Powiat leży w obrębie dwóch regionów, część północno-zachodnia w obszarze Niziny Śląskiej (dolina Małej Panwi i Stoły), pozostała część na obszarze Wyżyny Śląskiej. Najbardziej charakterystyczną formą jest Garb Tarnogórski, składający się z odosobnionych wzgórz skalistych (najwyższe to Księża Góra 353,5 m n.p.m.). Główne rzeki to: Mała Panew, Stoła, Drama (dorzecze Odry) i Brynica (dorzecze Wisły). Na tej ostatniej stworzono sztuczny zbiornik Kozłowa Góra, inne zbiorniki wodne to: Nakło-Chechło, Zielona.