- Về vị trí địa lý
Huyện Tân Sơn có vị trí nằm ở phía Tây Nam của tỉnh Phú Thọ; phía Đơng giáp với huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ; phía Tây giáp tỉnh Sơn La và tỉnh Yên Bái; phía Nam giáp tỉnh Hịa Bình; phía Bắc giáp huyện n Lập, tỉnh Phú Thọ.
Về hành chính, huyện Tân Sơn có 17 xã, 172 khu dân cư (chưa có Thị trấn) gồm các xã: Mỹ Thuận, Minh Đài, Văn Luông, Xuân Đài, Kim Thượng, Xuân Sơn, Tam Thanh, Long Cốc, Vinh Tiền, Thu Ngạc, Tân Phú, Thạch Kiệt, Kiệt Sơn, Lai Đồng, Đồng Sơn, Tân Sơn, Thu Cúc; trong đó có 06/17 xã đặc biệt khó khăn và 01 xã ATK (khu vực III).
Trung tâm huyện lỵ Tân Sơn nằm tại xã Tân Phú có trục đường Quốc lộ 32 chạy qua, cách thành phố Việt Trì 75km, cách thủ đơ Hà Nội 117km. Với vị trí nằm trên vùng giáp ranh giữa ba tỉnh Yên Bái, Hịa Bình và Sơn La, Tân Sơn có thế mạnh và tiềm năng phát triển trao đổi hàng hóa với các huyện trong tỉnh, cũng như các huyện thuộc các tỉnh giáp ranh; Huyện Tân Sơn sau khi được thành lập và phát triển sẽ là cửa ngõ vùng Tây Bắc Tổ quốc, là đầu mối giao thông quan trọng nối các tỉnh miền núi phía Tây Nam của tỉnh Phú Thọ, có vai trị thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của vùng, cũng như vai trò quan trọng về an ninh quốc phịng.
- Địa hình: Huyện Tân Sơn có đặc điểm địa hình phức tạp, đồi núi đất, cấu
tạo theo kiểu bát úp, nằm trong vùng đồi núi thấp và trung bình thuộc lưu vực sơng Bứa, nơi kết thúc dãy Hoàng Liên Sơn, xen kẽ là các dộc ruộng và thung lũng nhỏ, địa hình bị chia cắt, dốc kéo dài. Đất đai phần lớn là rừng núi đã tạo nên sự đa dạng và phức tạp cho địa hình.
- Về khí hậu, thủy văn
Tân Sơn nằm trong vùng khí hậu đồng bằng Bắc Bộ mang những nét điển hình của khí hậu nhiệt đới gió mùa như: mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, mùa đơng lạnh, cuối đông ẩm ướt và mưa phùn.
Theo số liệu khí tượng thủy văn tại trạm Minh Đài, nhiệt độ khơng khí trung bình qua các năm là 23,30C (nhiệt độ cao tuyệt đối là 42,30C và nhiệt độ thấp tuyệt đối là 3,10C); số giờ nắng trung bình qua các năm là 1.403 giờ, lượng mưa trung bình qua các năm là 1.754,2mm, độ ẩm khơng khí trung bình qua các năm là 86,8%, tốc độ gió trung bình 1,8m/s, hướng gió chính: Đơng, Đơng Nam và Tây Nam. Mùa khơ hạn kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau. Tân Sơn chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam khơ và nóng vào các tháng 4,5,6,7 nhiệt độ trong các tháng này nhiều khi lên tới 39-400c; gió mùa Đơng Bắc nhiệt độ xuống dưới 50c sương muối, giá rét. Trên địa bàn huyện vào các tháng 4-5 có lốc xốy, mưa đá; tháng 7-9 có lũ quét ảnh hưởng đến sản xuất nông, lâm nghiệp và đời sống dân cư.
- Các nguồn tài nguyên thiên nhiên
Đất đai: tổng diện tích đất tự nhiên 68.858,27 ha; trong đó diện tích đất nơng nghiệp 64.812,11ha (chiếm 94,13%); đất phi nông nghiệp 3.610,18ha (chiếm 5,24%); đất chưa sử dụng 435,98ha (chiếm 0,63%). Tiềm năng đất đai của Tân Sơn là rất lớn, đặc điểm tầng đất dày canh tác tốt, chất lượng đất tốt với diện tịch chủ yếu phù hợp cho phát triển sản xuất nơng nghiệp.
Khống sản: Trên địa bàn huyện Tân Sơn có tổng 23 điểm mỏ và điểm quặng với các loại khoáng sản như: Sắt, Kẽm, Barit, Phosphorit, Pyrit, Graphit, Cuội sỏi, Đá vơi xây dựng…Các mỏ khống sản trên địa bàn huyện hầu hết chưa được điều tra, khảo sát, đánh giá chính xác trữ lượng và chất lượng. Qua thăm dị ước tính trữ lượng và chất lượng các mỏ này đều ở mức trung bình và nhỏ. Tuy nhiên đây sẽ là nguồn tài nguyên quan trọng thúc đẩy sự phát triển kinh tế của huyện.
Tài ngun nước: Ngồi hệ thống sơng Bứa và các nhánh của nó, các hồ Xuân Sơn, Sận Hịa, Nà Vường đóng vai trị quan trọng trong việc cung cấp nước tưới tiêu cho SXNN trên địa bàn huyện. Trên địa bàn huyện có con sơng lớn như: Sơng Bứa,
sông Giày, sông Chơm và sơng Cơm; ngồi ra cịn có các hệ thống suối lớn như: suối Chiềng, suối Quả, suối Ráy, suối Thắt, suối Thân, suối Vường, suối Thang, suối Xuân… rất thuận lợi cho công tác tưới tiêu phục vụ sản xuất nông, lâm nghiệp.