Huyện Thọ Xuân nằm ở phía Tây, Tây bắc thành phố Thanh Hoá có toạ độ địa lý 19050’ - 20000’ Vĩ Bắc và 105025’ - 105030’ Kinh Đông; phía Đông giáp huyện Thiệu Hoá, phía Tây giáp huyện Thường Xuân, phía Nam giáp huyện Triệu Sơn, phía Bắc giáp huyện Ngọc Lặc và huyện Yên Định. Trung tâm huyện cách thành phố Thanh Hoá 38km. Huyện Thọ Xuân có diện tích tự nhiên là 30.035,58 ha. Toàn huyện có 38 xã và 3 thị trấn; có 5 xã miền núi (Thọ Lâm, Xuân Phú, Xuân Thắng, Quảng Phú, Xuân Châu) [50, tr.19]. Dân số năm 2013 có 240.000 người [6], là huyện có dân số cao thứ hai của tỉnh Thanh Hoá.
Thọ Xuân là huyện đồng bằng bán sơn địa, vị trí chuyển tiếp giữa các huyện đồng bằng và trung du; nghiêng dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Địa hình Thọ Xuân được chia làm ba vùng cơ bản: đồng bằng, trung du và miền núi. Việc phát triển kinh tế được hình thành và phát triển theo đặc trưng riêng của từng vùng [57, tr.8]. Thọ Xuân là vùng đất có truyền thống văn hiến, con người cần cù, giản dị, giàu lòng yêu nước. Trong suốt chiều dài lịch sử, Thọ Xuân đã trở thành vùng đất “địa linh, nhân kiệt”, là nơi phát tích của hai vương triều Tiền Lê, Hậu Lê và có nhiều danh nhân khác.
Quốc lộ 47 từ huyện Triệu Sơn qua huyện lỵ Thọ Xuân nối với khu công nghiệp Lam Sơn và đường Hồ Chí Minh và các huyện miền núi. Sông Chu chảy từ phía Tây Bắc xuống Đông Nam chạy giữa khu công nghiệp Lam Sơn và khu di tích lịch sử Lam Kinh, qua thị trấn huyện lỵ Thọ Xuân và chia huyện ra 2 phần: Tả và Hữu sông Chu. Đường Hồ Chí Minh, chạy qua lãnh thổ huyện có chiều dài 12,8km qua thị trấn Lam Sơn. Mạng lưới quốc lộ và tỉnh lộ cùng các đường liên xã, liên thôn trong địa bàn huyện đã tạo ra mạng lưới giao thông khá hoàn chỉnh. Với lợi thế trên, Thọ Xuân có nhiều khả năng mở rộng giao lưu đẩy nhanh quá trình phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội [57, tr.7].