Xã cách trung tâm huyện 25 km,cách trung tâm thành phố Thanh Hóa 90 km. Địa hình chủ yếu là đồi núi, bị chia cắt bởi các khe, suối. 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, đường đi lại còn rất nhiều khó khăn, do vậy sản xuất ra không có thị trường tiêu thụ, chủ yếu tự cung tự cấp. phương thức sản xuất còn lạc hậu.Khí hậu trung du tây nam, có 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.Diện tích 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.Kinh tế chủ yếu là nông nghiệp (chăn nuôi gia súc, trồng cây công nghiệp ngắn ngày như: sắn, mía....) và một phần nhỏ dịch vụ.Các dân tộc chủ yếu trong xã là dân tộc Thái và dân tộc Kinh, trong đó dân tộc Thái chiếm khoảng trên 95%. Về vị trí tiếp giáp: Phía Đông giáp xã Xuân Quy, xã Cát Vân; phía Nam giáp xã Thanh Hòa; phía Tây giáp xã Thanh Phong; phía Bắc giáp xã Thanh Xuân.

Năm 1984 xã Thanh Lâm được chia thành 4 chòm bản là Ngọc Thanh, Thanh Tân, Thanh Hoà, và Thanh Yên (sau đó đổi thành các HTX, đến khoảng năm 1989 HTX tan rã và xã được chia thành 11 thôn là thôn Xắng, thôn Chảo, thôn Lồng, thôn Lự, thôn Rẫy, thôn Kèn, thôn Cọc, thôn Kha, thôn Xằm, thôn Ngọc Thanh và thôn Đoàn Trung). Địa giới xã Thanh Lâm ở phía Đông giáp xã Xuân Quy, xã Cát Vân; phía Nam giáp xã Thanh Hòa; phía Tây giáp xã Thanh Phong; phía Bắc giáp xã Thanh Xuân.