Huyện Quốc Oai nằm ở phía tây thủ đô Hà Nội, cách trung tâm thành phố khoảng 20 km, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp huyện Hoài Đức và quận Hà Đông với ranh giới là sông Đáy
• Phía tây giáp huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình
• Phía nam giáp huyện Chương Mỹ
• Phía bắc giáp huyện Thạch Thất và huyện Phúc Thọ.

Dân số năm 2009 là 188.000 người. 2,8% dân số theo đạo Thiên Chúa.

Quốc Oai là một huyện nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền núi và đồng bằng, có hai tuyến giao thông trọng yếu chạy qua là đường Láng - Hòa Lạc và đường Hồ Chí Minh nên có nhiều lợi thế phát triển đô thị và công nghiệp.