Xã Cây Thị nằm ở phía đông nam huyện Đồng Hỷ và có một phần diện tích thuộc mỏ sắt Trại Cau, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Hợp Tiến và xã Tân Lợi
• Phía tây giáp xã Nam Hòa và xã Văn Hán
• Phía bắc giáp thị trấn Trại Cau
• Phía bắc giáp huyện Võ Nhai.

Xã Cây Thị có diện tích 40,63 km²,[1], dân số năm 2020 là 5.014 người, mật độ dân số đạt 124 người/km².

Suối Găng bắt nguồn từ khu vực phía bắc của xã và chảy dọc theo chiều dài địa bàn rồi chảy về phía tây ra sông Cầu.