Huyện Gia Lâm có 22 đơn vị hành chính trực thuộc, bao gồm 2 thị trấn: Trâu Quỳ (huyện lỵ), Yên Viên và 20 xã: Bát Tràng, Cổ Bi, Đa Tốn, Đặng Xá, Phú Thị, Đông Dư, Dương Hà, Dương Quang, Dương Xá, Kiêu Kỵ, Kim Lan, Văn Đức, Lệ Chi, Ninh Hiệp, Đình Xuyên, Phù Đổng, Trung Mầu, Yên Thường, Yên Viên, Kim Sơn

Về mặt địa lý, huyện Gia Lâm được phân ra làm ba khu vực, ngăn cách bởi dòng sông Đuống gồm:

• Cụm Bắc Đuống: thị trấn Yên Viên và các xã: Yên Thường, Dương Hà, Ninh Hiệp, Đình Xuyên, Phù Đổng, Trung Mầu, Yên Viên.
• Cụm Nam Đuống: thị trấn Trâu Quỳ và các xã: Cổ Bi, Đặng Xá, Dương Xá, Phú Thị, Dương Quang, Kim Sơn, Lệ Chi.
• Cụm Sông Hồng: Đông Dư, Đa Tốn, Bát Tràng, Kiêu Kỵ, Kim Lan, Văn Đức.