Северна Холандија је већином широко полуострво између Северног мора, Ваденског мора (низ. Waddenzee) и језера Ејселмер (низ. ''IJsselmeer''). Провинција се на југу граничи са Јужном Холандијом и [[Утрехтом |Утрехт (провинција)|Утрехтом]], на истоку са провинцијом [[Флеволанд]], а на северу је помоћу Велике бране (низ. ''Аfsluitdijk'') повезана са провинцијом [[Фризијом]]. Провинција се може још поделити на северни и јужни део, а Северноморски канал (раније река Еј) се сматра њиховом границом. Јужно од Еја налазе се градске области Амстердам, Харлем, Харлемермер са аеродромом Схипол, као и подручје Хои (низ. ''het Gooi''), које иако је густо насељено, има потпуно другачији пејзаж. Западна обала провинције је већином заштићена динама. Главни унутрашњи водени путеви Северне Холандије су Еј (некадашњи морски рукавац) и Северноморски канал у који се уливају, или директно или преко бочних канала, реке Амстел, Зан и Спарне, и Севернохоландски канал и канал Амстердам-Рајна.
