Thị trấn Thiên Tôn nằm trên Quốc lộ 1A, cách thủ đô Hà Nội 80 km, là cửa ngõ phía bắc của thành phố Ninh Bình đồng thời cũng là nơi có ngã ba Cầu Huyện để theo quốc lộ 38B rẽ vào cố đô Hoa Lư và các xã của huyện Hoa Lư. Trụ sở thị trấn cách trung tâm thành phố Ninh Bình 4 km.

Thị trấn Thiên Tôn có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp các xã Ninh Khang, Ninh Mỹ
• Phía tây giáp xã Ninh Hòa
• Phía nam giáp xã Ninh Mỹ
• Phía bắc giáp xã Ninh Giang.