Phattalung ligger ved de sørlige utløperne av Tenasserimfjellene på Malakkahalvøya. Øst for byen er den ca. km² store ferskvannsjøen Thalee Luang, som har en kort forbindelse med Siambuken ved Songkhla. Det er et risdyrkende område. Avstanden til grensen til Malaysia i sør er omkring 100 km.