Nowosibirsk-oblast lê in die suidooste van die Wes-Siberiese Vlakte, tussen die riviere Ob en Irtisj. Dit grens aan Omsk-oblast in die weste, Tomsk-oblast in die noorde, Kemerowo-oblast in die ooste en Altai-krai en Kazachstan in die suide. Dit strek oor meer as 600 km van oos na wes en 400 km van noord na suid.