코스타나이 주는 러시아(쿠르간주, 오렌부르크주, 첼랴빈스크주)에 접해 있고 우랄산맥과 매우 가깝다. 그리고 악퇴베주, 카라간다주, 북카자흐스탄주에 접해 있다. 토볼강(이르티시강의 지류)이, 이 주에서 시작해서 러시아로 흘러들어간다. 면적은 19만6,000 sq km이고 카자흐스탄에서 6번째로 큰 주이다.
카자흐인이 국민의 다수를 차지한다. 인구는 약 1,800만명. 중앙아시아 일대에서 가장 면적이 넓은 국가로서 '중앙아시아의 거인'이라는 별명으로도 부른다. 북서쪽으로는 러시아, 남쪽으로는 키르기스스탄, 우즈베키스탄과 국경을 마주하고 있으며, 동쪽으로는 신장 위구르 자치구와 가깝다.