Площадь уезда в конце XIX века составляла около 2400 км кв. Северная часть уезда довольно холмиста, в особенности с приближением к рекам Москве и Пахре, юго-западная и юго-восточная части представляют поверхность ровную и даже низменную. Добывался известняк (8480 куб. саженей), мрамор (27600 кв. аршин), бутовый камень (1368 кв. саженей). Почва уезда — преимущественно тяжелый суглинок.
Уезд лежит в системе реки Москвы и только в самой незначительной части юга уезда протекает река Лопасня, приток реки Оки. Из притоков реки Москвы самый значительный в уезде — Пахра, с большим числом притоков: Унинка, Жданка, Рожай, Конопелька, Моча, Лохня, Обитец, Десна и др. Юго-восточную часть уезда орошает река Северка, правый приток реки Москвы. Озёр в уезде нет; болота незначительны. Подольский уезд расположен в области перехода хвойных лесов к лиственным: последние составляли 28 % всей площади леса. Леса в уезде были значительно вырублены.
Уезд образован в 1781 году. В 1796 году по указу Павла I был упразднён, но в 1802 году восстановлён. Упразднён одновременно с Московской губернией в 1929 году. Территория бывшего уезда была разделена на районы.