A differenza del resto del Tagikistan, la regione di Chatlon presenta un territorio ondulato posto ad altitudini nettamente inferiori. I paesaggi sono semidesertici e la vegetazione è quella tipica della steppa, dominata da cespugli e arbusti che si alternano a sterminati campi di cotone. Sono tuttavia frequenti le oasi rigogliose, alimentate da falde acquifere.

A causa della minore altitudine del territorio, l'estate dura molto più a lungo nel Chatlon che nel resto del Tagikistan ed è cocente. L'inverno è più mite con nevicate meno frequenti.

Il territorio dell'odierna provincia di Khatlon era conosciuto nell'alto medioevo come Khuttal (spesso anche al plurale Khuttalan o in varianti come Khutlan, Khatlan e nelle fonti cinesi come K'o-tut-lo) ed era nel IV secolo d.C. un principato bactriano sulla riva settentrionale del fiume Oxus (l'odierno Amu Darya), compreso tra i suoi affluenti Vakhsh e Panj.

Il Principato di Khuttal svolse un ruolo attivo, a volte come alleato e a volte come nemico degli Omayyadi durante la conquista musulmana della Transoxiana e fu solo nel 750/751 che gli Abbasidi ne stabilirono finalmente il controllo diretto. Un ramo dei Banijuridi del Tokharistan governò l'area sotto gli Abbasidi e riconobbe la sovranità dei Samanidi nel X secolo. L'area apparentemente mantenne una linea autonoma di governanti nell'XI-XII secolo, quando cadde prima sotto il controllo dei Ghaznavidi e dopo la metà dell'XI secolo dell'Impero Selgiuchide. Con il declino del potere Selgiuchide, Khuttal passò sotto il controllo dei Ghuridi e dei Khwarazmshah, sotto i quali non si conosce alcuna linea principesca nativa. Nel XIII secolo Khuttal divenne parte dell'Impero Mongolo e del suo successore, il Khanato Chagatai, emergendo ancora una volta come principato autonomo dopo la disintegrazione di quest'ultimo a metà del XIV secolo. Nel XVI secolo, gli Shaybanidi presero il controllo di Khuttal e il nome stesso cessò di essere usato, sostituito da quello di Chulob.

In epoca sovietica Chatlon divenne una delle due principali regioni di coltivazione del cotone grazie a una collettivizzazione forzata dell'agricoltura attuata agli inizi degli anni '30 del XX secolo. Il processo incluse un'espansione sostanziale della rete di canali di irrigazione e il trasferimento forzato di tribù montanare come Gharmi e Kulobi nelle aride pianure del Chatlon.

Durante la guerra civile in Tagikistan, la regione di Chatlon ha subito i danni più gravi e le tensioni che condussero al conflitto non risultano sopite. La parte orientale del Chatlon è la terra natale del presidente Emomali Rahmon e del suo clan che occupa posti chiave nel governo mentre i Gharmi costituiscono l'opposizione sostenuta da elementi islamici.