参照：ケンタッキー州の郡一覧狭い郡道、石垣と板の塀で仕切られている。ブルーグラス地域で良く見られる

牧草州 (ブルーグラス州) とも呼ばれるケンタッキー州は、アップランドサウスに入っていると見なされている。希に中西部に含まれるとされることもある[17][18]。アメリカ合衆国南東部と隣接している。州東部のかなりの領域はアパラチア山脈に入っている。

ケンタッキー州は7つの州に接している。東部でウエストバージニア州及びバージニア州、南部でテネシー州、西部でミズーリ州、北部でイリノイ州、インディアナ州、並びにオハイオ州と接している。州の北部境界はオハイオ川によって形成され、西部境界はミシシッピ川によって形成されている。公式の州境は1792年にケンタッキー州が昇格した時の川の流路で決められている。その後幾つかの場所で川が流れを変えており、例えば、ヘンダーソンからアメリカ国道41号線で北に向かうと、オハイオ川を渡った後も約2マイル (3 km) はケンタッキー州内である。サラブレッドのレース場であるエリスパークが、ケンタッキー州のこの小さな地にある。インディアナ州との州境では、水道用道路が唯一の陸の境となっている[19]。

ケンタッキー州は他の州により囲まれた飛地を持つ唯一のアメリカ合衆国の州である。ケンタッキー州の最西部隅にあるフルトン郡には、1812年のニューマドリード地震によりミシシッピ川の流れが変わって形成されたケンタッキー・ベンドと呼ばれる小さな飛地があり、ミズーリ州とはミシシッピ川をはさんで、またテネシー州とは陸続きで隣接している[20]。ケンタッキー州図
地域ケンタッキー州の地域区分図

ケンタッキー州は主に5つの地域に分ける事ができる：南東部のカンバーランド山地とカンバーランド高原の地域、北部から中央部にかけてのブルーグラス地域、南部から中央部並びに西部のペニーロイヤル高原地域、また、エリザベスタウン及び ボーリンググリーンのような都市を "ペニーライル" と表現する西部炭田地域、及び最西部のジャクソン購入地域である。

ブルーグラス地域は一般に2つの地域に区分される。インナーブルーグラスは、レキシントン市周辺の直径90 マイル (145 km) の地域であり、アウターブルーグラスはKnobsより上、ケンタッキー州北部の大部分を包含する地域である。アウターブルーグラスの多くは短く、急勾配で、たいへん狭い丘でできているイーデン・シェイル・ヒルズ地域内にある。

右図は上記地域を大まかに表すものであり、その境界線は郡境を基本にしている。その結果、インナーブルーグラスは実際より大きく見える。カンバーランド高原はやや小さく見える。カンバーランド高原はケンタッキー州では東部炭田地帯とも呼ばれている。この地域は炭田ではないが、多くの重複する地域と連続した炭田がある。西部炭田地域はイリノイ盆地に入っている。東部炭田地帯はその岩がちの地形で知られるインナーブルーグラス、数多くの馬牧場があるジャクソン購入地域とペニーライル地域西部にはヌマスギとテュペロの湿地がある
気候

ケンタッキー州は北アメリカ大陸の南東内陸部に位置し、温暖湿潤気候（ケッペンの気候区分 Cfa）に区分するのが一番当てはまる。夏の日間平均最高気温は87°F (31 ℃)、冬の日間平均最低気温は23°F (-5 ℃) になる。年間平均降水量は46インチ (1,200 mm) である[21]。

ケンタッキー州には四季があるが、夏と冬の厳しさについては大きな変化がある[22]。過去最高気温は1930年7月28日にグリーンズバーグで記録された114°F (46 ℃) だった。過去最低気温は1994年1月19日にシェルビービルで記録された-37°F (-38 ℃) だった

これまでの大きな自然災害には下表のようなものがあった。

災害死者数
1890年ルイビル竜巻推計 76人-120人+
1937年オハイオ川洪水?
1974年4月3日竜巻大発生72人
1977年4月7日カンバーランド川洪水?
1997年3月1日洪水[23]18人
2003年北アメリカ吹雪?
2008年スーパーテューズデイ竜巻Weather.comの報告で 17人
2008年9月大暴風1人
2009年1月氷雪24人+
2012年3月竜巻22人

各都市の月別平均最高最低気温(°F)
都市1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月
レキシントン40/2445/2855/3665/4474/5482/6286/6685/6578/5867/4654/3744/28
ルイビル41/2547/2857/3767/4675/5683/6587/7086/6879/6168/4856/3945/30
オーエンズボロ42/2547/2857/3669/4578/5586/6488/6888/6581/5870/4657/3745/28
パデューカ42/2448/2858/3768/4677/5585/6489/6887/6581/5771/4557/3646/28
パイクビル46/2350/2560/3269/3977/4984/5887/6386/6280/5671/4260/3349/26
アシュランド42/1947/2157/2968/3777/4784/5688/6187/5980/5269/4057/3146/23

湖と河川カンバーランド湖はその保水量で、ミシシッピ川より東では最大の人工湖である

州内の全長9万マイル (140,000 km) におよぶ河川は、アメリカ国内でも最も広範で入り組んだ水流体系を作り上げている。カンバーランド湖はその保水量で、ミシシッピ川より東では最大の人工湖であり、ケンタッキー湖は表面積で最大である。3方向の州境が川になっているのも国内唯一の州である。すなわち西がミシシッピ川、北がオハイオ川、東がビッグサンディ川とタグ・フォークである[24]。他の主要な川としては、ケンタッキー川、テネシー川、カンバーランド川、グリーン川、及びリッキング川がある。