Barstadvik ligger i enden av Barstaddalen, en U-dal som løper nord-sør mot Storfjorden i nord. I dalbunnen er det godt jordbruksland og høye fjell på hver side av dalen. På vestsiden av dalen ligger fjellet Klovekinn (920 moh.) med den karakteristiske Masdalkloven (977 moh.). På dalens østside ligger Romestrandshornet (911 moh.) og Ramoen (1419 moh.) (også kalt Jønshorn). En sidedal til Barstaddalen er Molladalen, en hel dalbotn omkranset av høyalpint landskap.