Quận Hà Đông nằm ở vị trí trung tâm hình học của thành phố Hà Nội và là cửa ngõ phía tây nam của thủ đô. Quận nằm tại nơi giao nhau của Quốc lộ 6 từ Hà Nội đi Hòa Bình, Sơn La, Điện Biên và tỉnh lộ 70A. Quận Hà Đông cũng là nơi khởi đầu của Quốc lộ 21B nối trung tâm Hà Nội tới các huyện phía nam và đi các tỉnh Hà Nam, Ninh Bình.

• Phía đông giáp huyện Thanh Trì
• Phía đông bắc giáp quận Thanh Xuân
• Phía bắc giáp quận Nam Từ Liêm và huyện Hoài Đức
• Phía tây giáp huyện Quốc Oai với ranh giới là sông Đáy
• Phía tây nam giáp huyện Chương Mỹ với ranh giới là sông Đáy
• Phía nam giáp huyện Thanh Oai.

Trước 2006, diện tích quận là 16 km², dân số 9,6 vạn người. Ngày 27 tháng 12 năm 2006, chính phủ đã ban hành nghị định số 155/2006/NĐ-CP thành lập thành phố Hà Đông thuộc tỉnh Hà Tây, với diện tích như cũ, còn số dân là 228.715 nhân khẩu. Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính theo nghị định số 23/2008/NĐ-CP, quận có 4.791,40 ha diện tích tự nhiên và 198.687 nhân khẩu. 2% dân số theo đạo Thiên Chúa.