Geografia 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.