Die Golodnaja Guba befindet sich 26 km nördlich der Gebietshauptstadt Narjan-Mar, zwischen dem Petschora-Delta im Osten und dem MoränenzugNenezkaja Grada (Ненецкая гряда) im Westen.[1] Der See ist 37 Kilometer lang, 10,5 Kilometer breit und besitzt eine durchschnittliche Tiefe von 2,5 bis 3 Metern.[2] Die wichtigsten Zuflüsse sind der 47 Kilometer lange, von Südwesten in die Golodnaja Guba mündende, Tanjui (Танюй) sowie die 13 Kilometer lange Kisselitschnaja (Киселичная).[3] Durch den am äußersten Nordosten des Sees abfließenden Tundrowy Schar (Тундровый Шар), an dessen rechtem Ufer die rund 1000 Einwohner zählende NenzensiedlungNelmin Nos (Нельмин Нос) liegt, ist die Golodnaja Guba über die Bucht Korowinskaja Guba (ein Teil der Petschorabucht) mit der Petschorasee verbunden.