Kabupaten Toba memiliki luas wilayah 2.021.80 km²[4] atau 3,19% dari total luas Provinsi Sumatra Utara. Kabupaten Toba berada pada 2°03′ – 2°40′ Lintang Utara dan 98°56′ – 99°40′ Bujur Timur. Kabupaten Toba terletak pada wilayah dataran tinggi dengan ketinggian antara 900 – 2.200 meter di atas permukaan laut, dengan topografi dan kontur tanah yang beraneka ragam, yaitu datar, landai, miring dan terjal. Struktur tanahnya labil dan terletak pada wilayah gempa tektonik dan vulkanik.
Karena terletak dekat Garis Khatulistiwa, Kabupaten Toba tergolong ke dalam daerah beriklim tropis. Sebagaimana kabupaten lainnya di Indonesia, Kabupaten Toba mempunyai musim kemarau dan musim penghujan. Musim kemarau biasanya terjadi pada bulan Januari sampai dengan Juli dan musim penghujan biasanya terjadi pada bulan Agustus sampai dengan bulan Desember, diantara kedua musim itu terdapat musim pancaroba.