Расположена на северной окраине Кардамоновых гор. На западе граничит с Таиландом, а со всех остальных сторон окружена территорией провинции Баттамбанг. Площадь составляет 803 км². Административный центр — одноимённый город.
Провинция известна как последний оплот красных кхмеров на протяжении долгого времени после свержения их власти в 1979 году. До 1998 года Пайлин была частью провинции Баттамбанг, затем получила статус города. 22 декабря 2008 года король Нородом Сиамони королевским указом объявил муниципалитеты Каеп, Пайлин и Сиануквиль отдельными провинциями, а также урегулировал несколько границ между провинциями[2].