Huyện Thanh Chương phía Tây Nam giáp tỉnh Borikhamxay của Lào; phía Đông giáp huyện Đô Lương và Nam Đàn; phía Tây Bắc giáp huyện Anh Sơn; phía Đông Bắc giáp huyện Đô Lương; phía Nam giáp huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh. Huyện lỵ cách thành phố Vinh 45 km. Thanh Chương được UNESCO (Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên Hiệp Quốc) công nhận là một trong các huyện thuộc Khu dự trữ sinh quyển Thế giới vào tháng 9/2017 (Khu dự trữ sinh quyển miền Tây Nghệ An). Trong số các huyện miền núi của Việt Nam, thì Thanh Chương đông dân nhất (hơn 250.000 người), đồi núi chiếm 70%, dân cư sống tập trung ở hai bên bờ sông Lam, số ít sống trên núi, điều kiện rất thiếu thốn.