На севере граничит со штатом [[Орегон]], на востоке — со штатом [[Невада]], на юге — с округом Лассен, на западе — с округом Сискию, на крайнем юго-западе — с округом Шаста. Общая территория округа составляет 10 886,7 км², из которых 10 215,2 км² (93,83 %) — суша и 671,5 км² (6,17 %) — внутренние воды.
В северо-западной части округа располагается вулкан Медисайн-Лейк, который является крупнейшим щитовиднымщитовым вулканом на западном побережье страны. Национальный монумент Лава-Бедс также частично расположен в северо-западной части округа, занимая северо-восточные склоны вулкана. Юго-запад округа представляет собой уникальную экосистему изолированных лиственных (дубовых) лесов и гор, которые глубоко прорезаны речными долинами. Север округа занимает лавовое плато {{нп3|Модок (плато)|Модок|en|Modoc Plateau}}, поросшее можжевельником и сосновыми лесами. Здесь расположено крупное озеро {{нп3|Гус (озеро)|Гус|en|Goose Lake (Oregon-California)}}. На территории плато, между Медисайн-Лейк на западе и горнымигорным хребтом Уорнер-Маунтинс на востоке расположен национальный лес [[Модок (национальный лес)|Модок]]. Северную часть плато разрезает долина реки Лост-Ривер, которая является частью бассейна реки [[Кламат (река)|Кламат]]. В то же время реки южной части плато впадают в водохранилище Биг-Сейдж, которое относится к бассейну реки [[Пит (приток реки Сакраменто)|Пит]] (приток реки Сакраменто). Верховья реки Пит сливаются к югу от города Альтурас и формируют собственно реку с назваием Пит. Восточную часть округа занимает горный хребет {{нп3|Уорнер-Маунтинс (хребет)|Уорнер-Маунтинс|en|Warner Mountains}}, на склонах которого берут своё начало множество рек и ручьёв. К востоку от хребта находится долина {{нп3|Сюрпрайз (долина)|Сюрпрайз|en|Surprise Valley (Modoc County, California)}} и западная оконечность [[Большой Бассейн|Большого Бассейна]].
На территории округа Модок широко распространены термальные источники и лавовые пещеры. Регион отличается большим биоразнообразием.
