Xã Tam Thanh nằm ở phía đông thành phố Tam Kỳ, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp biển Đông
• Phía nam giáp huyện Núi Thành
• Phía bắc giáp huyện Thăng Bình
• Phía tây giáp sông Trường Giang.

Xã Tam Thanh có diện tích 5,46 km², dân số năm 1999 là 5.945 người,[2] mật độ dân số đạt 1.089 người/km².

Theo thống kê năm 2019, xã Tam Thanh có diện tích 5,46 km², dân số là 5.582 người, mật độ dân số đạt 1.022 người/km².[1]