Algarve zajmuje powierzchnię niespełna 5 000 km², co stanowi 5,59% terytorium kontynentalnej Portugalii. Całe południe i zachód krainy stanowi wybrzeże Oceanu Atlantyckiego (nazywane Costa do Algarve), natomiast wschodni kraniec regionu – na całej długości – wyznacza rzeka Gwadiana, będąca równocześnie granicą z Hiszpanią. Z kolei na północy Algarve ciągną się dwa łańcuchy górskie: Serra de Monchique (najwyższy szczyt Fóia – 902 m n.p.m. to jednocześnie najwyższy punkt całego regionu) oraz Serra do Caldeirão (najwyższy szczyt: Pelados – 589 m n.p.m.), częściowo zlokalizowany w sąsiedniej krainie – Baixo Alentejo. Zdecydowana większość terenu jest pagórkowata i poprzecinana żyznymi dolinami rzek lub potoków (np. Rio Arade, Ribeira de Odelouca, Ribeira de São Lourenço, Ribeira de Algibre i Ribeira de Quarteira).
Geograficznie Algarve dzieli się na dwie mniej więcej równe części: Barlavento (zachodnią) i Sotavento (wschodnią). Granica między nimi przebiega w połowie wybrzeża, czyli pomiędzy Albufeirą i Loulé, a do każdej przynależy 8 gmin. Nazwy te związane są z kierunkami wiatrów wiejących na wybrzeżu. Barlavento to strefa nawietrzna, zaś Sotavento – zawietrzna. Zachodnia część 155-kilometrowego wybrzeża Algarve jest bardzo urozmaicona, bowiem niewielkie piaszczyste plaże poprzerywane są kilkudziesięciometrowymi klifami i różnokolorowymi formacjami skalnymi. Najsłynniejszą z tamtejszych plaż jest Praia da Rocha w Portimão. Klifowa linia brzegowa, szczególnie w okolicach Lagos, usiana jest jaskiniami i grotami wyrzeźbionymi przez wodę w wapieniu. Dominują tutaj otoczone przez skały niewielkie zatoczki. Wschodnie wybrzeże to całkowicie odmienne krajobrazy – płaskie, z wydmami, salinami i podłużnymi wysepkami, za to z wielokilometrowymi piaszczystymi plażami (na wschód od Faro transfer na plaże odbywa się łodzią, bowiem brak jest możliwości dojścia lub dojazdu drogą lądową). Taki typ wybrzeża uformował się na skutek trzęsienia ziemi z 1755. Oprócz śródziemnomorskiego klimatu i atrakcji przyrodniczych turystów przyciąga również bogata historia oraz kultura regionu.
Podział administracyjny regionu pokrywa się z podziałem administracyjnym dystryktu Faro. W skład zarówno jednej, jak i drugiej jednostki wchodzi 16 następujących gmin (port. municípios, concelhos):