+ Vị trí địa lý:
Thị trấn Quốc Oai nằm ở trung tâm huyên Quốc Oai, cách trung tâm thủ đô Hà Nội 20km về phía Tây. Là thị trấn huyện lỵ của huyện Quốc Oai. Thị trấn Quốc Oai có nhiều tiềm năng về phát triển kinh tế - xã hội với điều kiện tự nhiên phong phú, hấp dẫn và đặc trưng văn hóa lịch sử, đặc biệt là sự kết nối thuận lợi với trung tâm thủ đô Hà Nội và các đô thị lân cận. Với nhiều tiềm năng và lợi thế, trong nhiều năm gần đây tốc độ đô thị hóa tại thị trấn Quốc Oai đang phát triển nhanh, thu hút các dự án đầu tư xây dựng đô thị.
Về giới hạn tiếp giáp, thị trấn Quốc Oai có phía Đông giáp xã Yên Sơn, giáp sông Đáy. Phía Tây giáp xã Ngọc Mỹ. Phía Tây Nam giáp xã Thạch Thán. Phía Bắc giáp xã Phùng Xá của huyện Thạch Thất. Phía Nam giáp xã Đồng Quang [20].
+ Địa hình
Thị trấn Quốc Oai có địa hình khá bằng phẳng thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam, độ dốc địa hình nhỏ hơn 0,2%. Độ cao địa hình nằm trong khoảng +5,5m đến +10m.
+ Khí hậu
Thị trấn Quốc Oai năm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hình thành hai mùa khá rõ rệt: mùa hạ (từ tháng 4 đến tháng 9) nóng ẩm và mưa nhiều, mùa đông từ tháng 11 đến tháng 3) khô lạnh, ít mưa. Một số đặc trưng khí hậu chính tại thị trấn Quốc Oai như sau: nhiệt độ không khí bình quân 23,8oC. Lượng mưa bình quân năm 1628mm, phân bố không đều. Độ ẩm không khí trung bình năm đạt 84%. Hướng gió thịnh hành về mùa khô là gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Còn lại các tháng trong năm chủ yếu là gió Nam, gió Đông Nam và Tây Nam.
+ Thủy văn
Tiếp giáp ranh giới thị trấn có hai con sông lớn chảy qua: sông Đáy tiếp giáp phía Đông và sông Tích tiếp giáp phía Tây thị trấn. Sông Đáy và sông Tích đều có lòng sông hẹp và nông do bồi lắng, sông có nhiều khu trũng có bụng chứa lớn, có khả năng điều tiết tốt.
+ Địa chất và thổ nhưỡng
Thị trấn Quốc Oai thuộc vùng châu thổ sông Hồng, do quá trình chuyển động kiến tạo trước đây đã có tác động mạnh mẽ đến điều kiện tự nhiên, nhiệt độ nóng ẩm làm phong hóa đá tạo ra nền địa chất nham thạch với các lớp bồi tích, phù sa khá dày.
Về địa chất thủy văn: thị trấn có nguồn nước ngầm khá dồi dào và nông, chỉ ở độ sâu 10m là có nước.
Thổ nhưỡng: chủ yếu là đất phù sa không được bồi hàng năm. Do nằm trong đê hữu Đáy và đê tả Tích nên hầu như không được bổ sung phù sa mới.