Il territorio del CATO3 si sviluppa da ovest verso est, interessando tre settori principali: la Val Cenischia, la Bassa Val Susa e la Val Sangone.
Presenta un’estensione complessiva di circa 58.000 ettari ed interessa l’intero territorio di 16 comuni e parte del territorio di 13 comuni.
Il CATO3 confina a nord con il CATO4 (Val di Viù), ad ovest con l’AFV Val Clarea, con il CATO2 (Alta Val Susa) e con la Francia, a sud con il Parco naturale Orsiera-Rocciavrè e con il CATO1 (Val Chisone) e ad est con la cosiddetta Zona di pianura (ATCTO2 e ATCTO3).
La Val Cenischia interessa la conca a valle del Colle del Moncenisio ed è chiusa in sinistra orografica dalla Cote du Lamet (F), dalla P.ta Marmottere (3384 m) e dal Rocciamelone (3538 m) ed in destra orografica dai Monti Ciusalet (3312 m) e Cime de Bard (3150 m), in territorio francese, e dallo spartiacque con la Val Clarea (P.ta Toasso Bianco, 2622 m).
Il sistema orografico della Bassa Val Susa si estende, sulla sinistra, dal Rocciamelone al M. Musinè (1150 m) costituendo lo spartiacque con la Valle di Viù e con la Val Casternone e, sulla destra, dal Colle delle Finestre (2176 m) al Colle Braida (1007 m) costituendo lo spartiacque con la Media Val Chisone e con la Val Sangone. Il sistema idrografico è rappresentato dal bacino della Dora Riparia e dei suoi affluenti tra i quali i principali risultano essere, in sinistra orografica, il Cenischia, il Rio del Rocciamelone, il Prebech, il Pissaglio, il Gravio di Condove, il Sessi, il Messa ed in destra orografica il Rio Scaglione, il Gravio di Villar Focchiardo, il Frangerello, il Batibò.
La Val Sangone è incuneata tra le Valli di Susa e Chisone ed interessa il bacino idrografico del Torrente da cui prende il nome; presenta principalmente un’orografia tipicamente prealpina ad esclusione della testa della vallata, a ridosso del massiccio del M. Rocciavrè (2778 m). Lo spartiacque costituito dai Monti Bocciarda (2200 m), Uja (2158 m), Aquila (2115 m), Cristetto (1612 m) e Tre Denti (1343 m) rappresenta il confine con la Bassa Val Chisone e con il Pinerolese pedemontano.