시가지를 중심으로 동서 26㎞, 남북 19㎞ 가량의 넓이를 이루고 있으며, 분지의 면적은 약 323㎢이다. 강계분지 안에는 자강도 소재지인 강계시(江界市)가 자리잡고 있다.
강남산맥(江南山脈)의 금파산(金把山, 1,918m)을 주봉으로 하여, 서쪽으로는 이령(梨嶺, 1,030m)·십이집산(十二輯山, 1,048m), 동쪽으로는 낭림산맥(狼林山脈)의 백삼봉(白三峰, 1,548m)·직령(直嶺, 1,058m)·아득령(牙得嶺)이 둘려 있다. 남쪽은 향래봉(香萊峰, 1,728m)·초대봉(1,439m)·중지봉(中枝峰, 1,241m) 등의 높은 산으로 둘려 있으며, 남쪽의 성간분지(城干盆地)와 접하고 있다. 분지의 남부를 장자강(將子江)이 ㄱ자 모양으로 강계를 지나 서쪽으로 흐르며 서류하다가 압록강(鴨綠江)으로 흘러든다.
분지저(盆地底)는 해발 고도가 300m 가량이고, 분지의 바닥과 경사면 사이의 경계선을 따라 선상지들이 발달되어 있다. 분지의 내부 경사면을 흐르는 하천들은 좁고 깊은 협곡을 이루며, 북천(北川)·종성강(從城江)·남천(南川) 등의 지류가 합하는 연안에는 비교적 넓은 충적지가 만들어져서 생활공간이 형성되어 있다.
연평균 기온은 5.7℃,로 낮으며, 1월 평균 기온은 ·15.9℃, 7월 평균 기온은 23.1℃이며, 연강수량은 952㎜이다. 연강수량의 60%가 여름에 내리고 겨울에는 4% 밖에 내리지 않는다. 산림은 소나무·참나무·분비나무·가문비나무·이깔나무 등이 많다.
강계분지는 제3기 마이오세(Miocene Epoch)에 형성되었던 준평원면이 마이오세 말에 구조운동에 의하여 내려앉은 후 장자강과 그 지류들인 북천과 남천의 침식작용으로 이루어진 하나의 큰 바가지모양의 구조침식분지이다.
분지에는 시생대(始生代)의 낭림층군(狼林層群)과 연화산암군(蓮花山岩群), 중생대의 봉천봉통(奉天峰統) 등의 지층이 발달되어 있다. 토양은 산림갈색토(山林褐色土)로 이룬 산지 외에 강가의 충적토 층, 논 토양으로 되어 있다.
주요 농산물로는 보리·조·옥수수·콩·감자 등이 있으며, 소·양·돼지 등을 사육한다. 분지의 남서부는 강계를 지나며, 장자강(將子江) 강가를 따라 만포선(滿浦線 : 평양∼만포)이 통해 있고, 강계에서 낭림(狼林)으로 이어지는 강계선이 통해 있으며, 김형직군(金亨稷郡), 성간, 위원을 비롯한 자강도(慈江道) 안의 여러 지역을 연결하는 도로가 있다.
강계 시내에는 인풍루(仁風樓), 향로약수, 직폭(直瀑) 등을 비롯한 관광자원이 많다. 또한 아득령은 광활한 고원 경관을 이루는 경승지로 알려져 있다.