Thị trấn An Thới nằm ở phía nam của huyện Phú Quốc, cách thị trấn Dương Đông khoảng 30 km đường bộ, cách thành phố Hà Tiên 45 km và cách thành phố Rạch Giá 120 km.[2] Bãi biển An Thới có hình cánh cung, được che chắn bởi mũi Đèn (mũi Hạnh) và mũi Cồn Dương tạo thành một vịnh nhỏ và khá lặng sóng.[2] Ngoài khơi của thị trấn là quần đảo An Thới thuộc xã Hòn Thơm.

Thị trấn có diện tích 26,91 km², dân số năm 2003 là 15.573 người,[1] mật độ dân số đạt 579 người/km².