I norr gränsar den till Wetarsundet, mittemot ön Wetar, och i öster till kommunerna Lautém, i söder till Viqueque och i väster till Manatuto.
Kommunen har en yta på 1 507,95 km2. Den största delen av kommunen ligger på en höjd mellan 100 och 500 meter. Precis vid kusten sjunker landet snabbt på havsnivå.
Det högsta berget i Baucau, och det tredje högsta i Östtimor, är Matebian, 2 316 m högt, som ligger i Quelicai-distriktet.
Floderna Laleia och Manuleiden, som ligger i västra delen av distriktet, rinner norrut ut i Wetar-sundet. Floderna Seiçal, Borauai, Lequinamo, Binagua och andra små floder ligger öster om staden Baucau, men endast Seiçal har vatten året runt.
Baucau har också en bred kustlinje med sandstränder som är idealiska för bad och andra vattensporter.