Xã Sín Thầu nằm ở phía tây bắc của huyện Mường Nhé, là ngã ba biên giới Việt – Trung – Lào. Điểm cực Tây của Việt Nam là A Pa Chải-Tá Miếu, chính là ngã ba biên giới có cao độ 1.864m[2], nằm tại xã Sín Thầu, có tọa độ địa lý kinh độ 102°8' Đông, vĩ độ 22°44' Bắc. Xã Sín Thầu nằm trên ngọn núi Khoang La San[3] (Koan La San). Trong bản đồ Bắc Kỳ năm 1902, địa bàn xã là vùng đất với các địa danh Koan La San, Li Fang, B. Sin To (bản Sin To), B. Ya Moun Po (bản Moun Po),...

Dân cư Sín Thầu chủ yếu là sắc tộc thiểu số, trong đó người Hà Nhì chiếm tới 90% dân số xã.[4] Xã Sín Thầu gồm 4 bản sau: A Pa Chải, Tả Kố Khừ, Lỳ Mà Tá, và Sín Thầu.