Правінцыя Паўночная Суматра займае плошчу 72981,23 км² і цягнецца праз увесь востраў Суматра на 460 км ад Малакскага праліва на поўначы да Індыйскага акіяна на поўдні. Землі ўздоўж Малакскага праліва пераважна нізінныя або раўнінныя. Далей цягнуцца вулканічныя горы. Узбярэжжа Індыйскага акіяна прадстаўлена доўгімі пляжамі з некалькімі бухтамі, прыдатнымі для марскіх суднаў. У склад Паўночнай Суматры таксама ўваходзіць шэраг астравоў, найбуйнейшым з якіх з'яўляецца Ніас. Дзякуючы вільготнаму экватарыяльнаму клімату ў правінцыі шмат рэк. Геаграфічнай славутасцю Паўночнай Суматры з'яўляецца возера Тоба. Яно ўзнікла на месцы катастрафічнага вывяржэння аднайменнага вулкана, якое адбылося 73±4 тыс. гадоў таму і, як мяркуюць вучоныя, значна паўплывала на раннюю гісторыю чалавецтва. На возеры размешчаны востраў Самасір, што прыцягвае шматлікіх наведвальнікаў з розных краін свету.