Położenie Ostoja Augustowska znajduje się w północnej części woj. podlaskiego, obejmując gminy trzech powiatów: augustowskiego, sejneńskiego i suwalskiego, oraz niewielki fragment Suwałk, które są miastem na prawach powiatu. Stanowi rozległy i zwarty obszar o długości ok. 50 km (SW-NE)od m. Chomaszewo do okolic jeziora Bałądź i szerokości ok. 49 km (SE-NW)od stacji kolejowej Papiernia (Suwałki) do drogi do m. Bartniki. Powierzchnia obszaru wynosi 107 068,74 ha (początkowo 105 766,1 ha), co stanowi 5,3% powierzchni województwa. Obszar ochrony przylega do granicy polsko-litewskiej i do granicy polsko-białoruskiej. Teren ostoi cechuje słabo rozwinięte osadnictwo.
Od północy Ostoja Augustowska graniczy z obszarami Natura 2000: Ostoja Wigierska oraz Pojezierze Sejneńskie, a od południa obszar Dolina Biebrzy, na których znajdują się Wigierski Park Narodowy i Biebrzański Park Narodowy.
Ostoja Augustowska zajmuje głównie Równinę Augustowską, a także od północy obrzeża Pojezierza Wschodniosuwalskiego, od południa obrzeża Kotliny Biebrzańskiej.