Die Bolschesemelskaja-Tundra ist Teil des Nordrussischen Tieflands. Sie wird von den Flussläufen der Petschora und Ussa, sowie dem Polarural und Pai-Choi-Gebirge begrenzt. Im Norden befindet sich die Petschorasee. Die Bolschesemelskaja-Tundra liegt überwiegend nördlich des Polarkreises.