Los asentamientos del pueblo mixteco se localizan en una extensa región de más de 40 000 km2, que comprende la parte noroccidental del estado de Oaxaca y pequeñas porciones de los de Puebla y Guerrero. Es común que esta región, denominada Mixteca, sea dividida en tres subregiones naturales diferenciadas en lo ecológico y lo cultural: la alta, la costa y la baja. Sin embargo, algunos autores utilizando un criterio estrictamente fisiográfico, consideran sólo la alta y la baja, identificando a ésta con la que otros llaman la costa.
En el estado de Oaxaca, la Mixteca comprende 189 municipios de los distritos de Silacayoapan, Huajuapan, Juxtlahuaca, Coixtlahuaca, Nochixtlán, Teposcolula, Tlaxiaco, Putla y Jamiltepec, así como 14 municipios más que pertenecen a los distritos de Cuicatlán, Zaachila, Sola de Vega, Etla, Juquila y Teotitlán. De este modo, puede decirse que el territorio histórico mixteco de Oaxaca está conformado por 203 municipios.
La Mixteca alta se sitúa al sur y al este de la propia Mixteca, sus pobladores la nombran Nuhusaví (tierra de lluvias o país de las nubes); abarca 38 municipios que la convierten en la región más extensa y con mayor población indígena. Por razones geográficas e históricas, se suele subdividir a la alta Mixteca en un área norte y otra sur; en la primera se ubican, entre otras, Achiutla, Yucuná, Teposcolula y Tilantongo, y en la segunda, Tamazula, Teozacoalco y Tlaxiaco. La Mixteca alta está formada por la conjunción de la sierra Madre del Sur y la sierra de Oaxaca o “Nudo mixteco”. Esta zona es muy accidentada, con escarpadas montañas en las que se localizan angostos valles y profundas cañadas. Las características climáticas son muy extremosas y cambiantes; en algunos lugares el invierno puede acompañarse con temperaturas abajo de los 0°C, mientras que en verano es común que se registren temperaturas superiores a los 37°C. La precipitación pluvial varía mucho de una pequeña área a otra. En las partes más altas existen pequeños bosques de pináceas que proporcionan material para construir casas y leña para la preparación de alimentos. La fauna sólo consiste en pequeños mamíferos, aves y reptiles.
En lo que respecta a la Mixteca baja, ésta comprende los distritos de Huajuapan de León, Juxtlahuaca, Teposcolula y Silacoyoapan, ubicados en el noroeste de Oaxaca, con 31 municipios y 8 625 km2, y los distritos de Acatlán, Chiautla, Tehuacán y Tepeji de Rodríguez en la parte sur del estado de Puebla, con 8 021 km2.
En la porción poblana predominan los suelos semidesérticos, con vegetación escasa de cactáceas y matorrales espinosos. En los valles de Matamoros, Chiautla y Acatlán existen suelos de pradera con plantas herbáceas, muy similares a los de la zona oaxaqueña. Prevalece el clima semicálido subhúmedo, con lluvias en verano; en algunas áreas el clima es templado con verano cálido. La flora está constituida por nopales, órganos y palmas de diferentes tipos; al occidente de la sierra de Acatlán se encuentran pequeñas zonas de bosque bajo en que predominan árboles de cuachalate, pochote, jabín y cazahuate. La fauna, muy reducida, comprende a especies como el coyote, gato montés y jabalí.