Sachverhalt: A. Das Bezirksgericht Zürich verurteilte X._ am 4. Dezember 2008 wegen mehrfachen Menschenhandels im Sinne von Art. 182 Abs. 1 und 2 StGB und mehrfacher Widerhandlung gegen Art. 23 Abs. 1 al. 4 und 5 sowie Art. 23 Abs. 2 ANAG zu einer Freiheitsstrafe von 3 1⁄2 Jahren und einer Geldstrafe von 60 Tagessätzen zu Fr. 20.--. Die gegen dieses Urteil erhobene Berufung der Staatsanwaltschaft im Strafpunkt und die Anschlussberufung von X._ wies das Obergericht des Kantons Zürich am 15. September 2009 ab. B. Die Oberstaatsanwaltschaft des Kantons Zürich gelangt mit Beschwerde in Strafsachen an das Bundesgericht. Sie beantragt, das Urteil vom 15. September 2009 in Bezug auf die ausgefällte Strafe aufzuheben und entweder eine höhere Strafe zu verhängen oder die Sache zur Ausfällung einer höheren Strafe an die Vorinstanz zurückzuweisen. C. Das Obergericht des Kantons Zürich verzichtet auf eine Stellungnahme zur Beschwerde. X._ lässt sich innert der angesetzten Frist nicht vernehmen. Sein Schreiben vom 3. Februar 2010 erfolgt verspätet und hat im vorliegenden Verfahren unberücksichtigt zu bleiben.