Thành phố Tam Kỳ nằm ở phía đông tỉnh Quảng Nam, cách thủ đô Hà Nội 820 km về phía Bắc, cách thành phố Đà Nẵng 60 km về phía Bắc và cách Thành phố Hồ Chí Minh 900 km về phía Nam, có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp huyện Thăng Bình
• Phía nam giáp huyện Núi Thành
• Phía tây giáp huyện Phú Ninh
• Phía đông giáp biển Đông.

Thành phố Tam Kỳ có diện tích là 100,26 km² và dân số năm 2018 là 165.240 người.

Theo thống kê năm 2019, thành phố Tam Kỳ có diện tích 100,26 km², dân số là 122.374 người, trong đó: dân số thành thị có 91.450 người chiếm 75% và dân số nông thôn có 30.924 người chiếm 25%, mật độ dân số đạt 1.221 người/km².[4]