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Die Region liegt hauptsächlich in einem großen Tal zwischen den beiden Gebirgsketten Sierra Madre und der Cordillera Central. Im Süden erheben sich die Caraballo-Berge, in denen der gleichnamige Fluss Cagayan sein Hauptquellgebiet hat. Als längster Fluss des Bezirkes fließt er durch ein langes und breites Tal in Richtung Norden, das der Region ihren Namen gab. Weitere größere Flüsse sind der Abulug und der Rio Chico. Im Tal des Magat-Rivers, im Südwesten der Region, liegt der Magat-Stausee, dessen Wasserkraftwerk eine Leistung von 381 Megawatt hat.
Die Kirche San Mattias in der Gemeinde Tumauini (Provinz Isabela) und der Northern Sierra Madre Natural Park stehen seit 2006 auf der Vorschlagsliste zur Aufnahme in das UNESCO-Welterbeliste.