Thanh Miện là huyện đồng bằng nằm ở phía tây nam của tỉnh Hải Dương. Tổng diện tích tự nhiên toàn huyện là 122,321 km²[1] trải dài từ 106°7′50″ đến 160°16′20″ kinh Đông và từ 20°40′45″ đến 20°50′55″ vĩ Bắc. Dân số là 183.845 người[1]

Trung tâm huyện cách Hà Nội 60 km; cách thành phố Hải Dương 23 km và cách thành phố Hưng Yên 25 km, có vị trí địa lý;

• Phía tây bắc giáp huyện Bình Giang
• Phía đông bắc giáp huyện Gia Lộc
• Phía đông nam giáp huyện Ninh Giang
• Phía nam giáp tỉnh Thái Bình
• Phía tây giáp tỉnh Hưng Yên.

Do nằm trong vị trí trung tâm của đồng bằng sông Hồng nên Thanh Miện có khí hậu đặc trưng của đồng bằng Bắc Bộ đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa. Trong năm phân biệt thành bốn mùa xuân, hạ, thu, đông rõ rệt. Lượng mưa trong năm tập trung từ tháng 4 đến tháng 9 và mưa rất ít từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau.

Lượng nước mưa trung bình trong năm của huyện từ 1.350 đến 1.600 mm (cao nhất là 2.501 mm vào năm 1973 và thấp nhất là 752,2 mm vào năm 1989). Nhiệt độ trung bình 23,3 °C; số ngày nắng từ 180 đến 200 ngày một năm. Độ ẩm trung bình từ 81 đến 87%.

Tổng diện tích tự nhiên toàn huyện là 122,321 km² trong đó đất nông nghiệp 8.551 ha; đất khu dân cư 865 ha và đất chưa sử dụng 304 ha. Mật độ dân số tính theo website Chính phủ[1] là 1.075 người/km².

Đất nông nghiệp của huyện ở địa hình dốc từ tây bắc xuống đông nam, có cao trình cao, thấp xen kẽ nhau.

Theo đó cơ cấu đất nông nghiệp của huyện rất phức tạp, trong đó 1.489 ha đất chân cao; 4.412 ha đất chân vàn; 1.688 ha đất chân thấp; 277 ha đất trũng và 685 ha mặt nước nuôi trồng thuỷ sản.

Nhìn chung đất nông nghiệp ở Thanh Miện nghèo dinh dưỡng, tầng canh tác mỏng, tỷ lệ đất nghèo lân chiếm 60% (4.720 ha) và có tới 6.028 ha ở độ chua cấp I (pH < 4,5; chiếm 70%).

Thanh Miện có đường Quốc lộ 38B chạy từ thành phố Hải Dương qua thị trấn Thanh Miện trung tâm huyện và các xã Cao Thắng, Tự Cường nối tới tỉnh Ninh Bình đi các tỉnh phía nam.

Đường tỉnh có 20A nối trung tâm huyện với Bình Giang đi Hà Nội; các tuyến 20B; 39D chạy theo trục bắc nam, đông tây nối Thanh Miện với các huyện lân cận. Ngoài ra, hệ thống giao thông thuỷ với sông Luộc; sông Cửu An; sông Hàng Kẻ Sặt và 3 bến chính cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giao thương hàng hoá giữa Thanh Miện với các tỉnh, các huyện khác.

Nguồn nước tưới, tiêu trên địa bàn huyện cũng khá đa dạng và ổn định, do Thanh Miện nằm trong hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải. Phía nam huyện giáp sông Luộc với chiều dài 2,8 km. Trong nội đồng có sông Hàng Kẻ Sặt và sông Cửu An là trục chính Bắc Hưng Hải tiếp giáp với sông ngoài bằng cửa An Thổ và Cầu Xe.