Tartumaa asub kahe suure veekogu - Peipsi ja Võrtsjärve - vahel. Järvi ühendav Suur-Emajõgi on ajalooliselt olnud tähtis veetee ja tal on eeldusi muutuda atraktiivseks turismiobjektiks. Naabermaakondadeks on Tartumaale põhjas Jõgeva, läänes Viljandi ning lõunas Põlva ja Valga maakond. Maakonna idapiir Peipsi järves on ühtlasi ka riigipiiriks Venemaaga.