Black Elk Peak (2 208 moh.) er det høyeste punktet i delstaten, mens innsjøen Big Stone (294 moh.), som er resten av et gammelt elveløp, danner det laveste. Sør-Dakota grenser til Nord-Dakota i nord, Minnesota i øst, Iowa i sørøst, Nebraska i sør, Wyoming i vest og Montana i nordvest. USAs geografiske sentrum ligger 27 km vest for Castle Rock i Butte County. Nord-Amerikas utilgjengelighetspol ligger mellom Allen og Kyle, 1 648 km fra nærmeste kyst.