Posof Ardahan’ın kuzey kısmında yer alıp deniz seviyesinden 1.583 metre yükseklikte ve 623 km2 yüz ölçüme sahiptir. Akarsu olarak sadece ilçenin Ardahan tarafından girişinde Posof Çayı bulunmaktadır. Engebeli bir arazi üzerine kurulmuş olan Posof’ta iklim olarak Ardahan yöresinin Karasal ikliminden çok Karadenizin ılıman iklimi hakimdir. Yılın büyük bölümünde yüksek kesimlerde kar hakimdir. İlçe güney ve doğusunda 2.540 rakımlı Ilgar Dağı Batısında Arsiyan (Göze ) Dağı, Kuzeybatısında 3.500 rakımlı Gırma (Til) Dağı arasında kalan vadide konuşlandırılmıştır.
Bölgedeki diğer yerleşim birimlerinden daha sıcak bir iklime sahip olan İlçede yer yer sebze ve meyve üretimi yapılmaktadır.