Thanh Lâm là một xã miền núi của huyện Như Xuân, xã có diện tích tự nhiên là 3447,12ha; địa hình chủ yếu là đồi núi; xã cách trung tâm huyện khoảng 25 km, cách trung tâm thành phố Thanh Hóa khoảng 100 km. Địa hình chủ yếu là đồi núi, bị chia cắt bởi các khe, suối và một hệ thống sông nhỏ là sông Chàng, đây là con sông cung cấp nước cho sinh hoạt và phục vụ sản xuất của nhân dân; khí hậu của xã thuộc vùng nhiệt đới gió mùa, được phân thành 04 mùa rõ rệt, hướng gió chính là tây – nam; do vậy, vào mùa hè thường có gió phơn khô, nóng (gió lào). Về tài nguyên thiên nhiên chủ yếu là quặng sắt, đá vôi, rừng, các loại cây thuốc nam. Nhưng các loại tài nguyên này chưa được khai thác hợp lý, khai thác chủ yếu ở dạng thô. hiệu quả kinh tế thấp. Là một xã nghèo cơ sở hạ tầng, như: Đường giao thông, thủy lợi, nước sinh hoạt, phương thức sản xuất…của nhân dân còn hạn chế. Do vậy, sản xuất hiệu quả thấp, tính chất hàng hóa chưa nhiều chủ yếu tự cung, tự cấp.

Về nhiệt độ: Nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đồng bằng, mùa đông tương đối lạnh, từ khoản 14-15 độ, mùa hè mát mẻ nhiệt độ dao động khoảng 25-28 độ. Lượng mưa trung bình lớn hơn 2000mm/năm, mùa đông lượng mưa khoảng 40mm/tháng. Mưa nhiều vào tháng 7, tháng 8 và tháng 9 âm lịch hàng năm.

Về tài nguyên đất xã có đất tự nhiên: 3.447,12ha; trong đó đất nông nghiệp là 429,43ha, đất phi nông nghiệp là: 589,20ha, đất chưa sử dụng là 95,15ha. Chủ yếu feralit nâu vàng, đất pha cát pha ven sông Chàng, đất phù sa pha cát được bồi đắp hàng năm và diện tích còn lại là núi đá vôi chưa khai thác.Xã có 2.323,38 ha đất lâm nghiệp; trong đó rừng phòng hộ 710,04 ha và 1.623,44ha đất rừng sản xuất.