库页岛日本海,面积7.64万平方公里,位于黑龙江(阿穆尔河)出海口的东部,东面和北面临鄂霍次克海,西面和南面临日本海,西隔鞑靼海峡及涅韦尔斯科伊海峡与俄罗斯哈巴罗夫斯克边疆区相望,南隔宗谷海峡(俄方称为拉彼鲁兹海峡)与日本北海道宗谷岬相对。南北长达984千米,东西宽6-160千米。库页岛由于处于环太平洋地震带因此地震频繁。
库页岛属于大陆性气候,气候寒冷,夏季短暂,冬季长达半年,冬天的平均气温都在-19℃至-24℃之间,北方地区气温最低可到-40℃。若干港口长期冰封。北部封冻达8个月之久。年降水量500-1200毫米。