Thị xã Thái Hòa nằm ở phía bắc và thuộc vùng tây bắc tỉnh Nghệ An trên toạ độ: từ 19°13’ – 19°33’ vĩ độ Bắc và 105°18’ – 105°35' kinh độ Đông, cách thành phố Vinh 90 km về phía tây bắc, có vị trí địa lý:

• Phía bắc, nam và tây giáp huyện Nghĩa Đàn
• Phía đông giáp huyện Quỳnh Lưu

Theo thống kê năm 2019, thị xã có diện tích 135,14 km², dân số là 66.127 người, mật độ dân số đạt 489 người/km².[3]

Khí hậu

Thái Hòa nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng của cả hai hình thái thời tiết đặc trưng: khí hậu miền Bắc (lạnh giá vào mùa Đông) và khí hậu đặc trưng của miền Trung (gió Lào khô nóng vào mùa hè).

Nhiệt độ trung bình năm là 23 - 25 °C, nóng nhất là 41,6 °C, nhiệt độ thấp nhất 15 °C; số giờ nắng trong năm từ 1.135 – 2.066 giờ; độ ẩm trung bình 82 - 86,5%. Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.591,7 mm. Mưa nhiều từ tháng 8 đếntháng 10 gây úng lụt ở các vùng thấp dọc sông Hiếu; từ tháng 5 đến tháng 8 hàng năm Thái Hòa chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam làm cho thời tiết khô nóng và hạn hán; song hành với hạn là rét, trong vụ Đông Xuân số ngày có nhiệt độ dưới 15 °C là trên 30 ngày, ảnh hưởng rất lớn tới sự sinh trưởng và phát triển của nhiều loại cây trồng và các hoạt động sản xuất. Ngoài ra gió Tây Nam, bão, lốc, sương muối cũng gây tác hại không nhỏ cho nhiều loại cây trồng hàng năm của thị xã.

Tóm lại, Thái Hòa có khí hậu đặc trưng là nóng, ẩm mưa nhiều vào mùa hè, khô hanh lạnh về mùa đông, thích hợp với nhiều loại cây trồng tạo điều kiện phát triển nền sản xuất nông nghiệp đa dạng. Song cần có biện pháp phòng chống úng lụt, khô hạn kịp thời và xác định cơ cấu cây trồng hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và mức sống của nhân dân.

Đất đai

Tổng diện tích đất tự nhiên là 13.518,8ha chiếm 0,82% diện tích tự nhiên tỉnh Nghệ An; trong đó diện tích đất nông nghiệp 10.152,62ha, diện tích đất phi nông nghiệp 3.058,62ha, diện tích đất chưa sử dụng 307,54ha.

- Địa hình lãnh thổ phân bố chủ yếu là đồi núi thoải chiếm khoảng 60% tổng diện tích, đồng bằng thung lũng chiếm khoản 30%, đồi núi cao chiếm khoảng 10%. Do kiến tạo của địa chất cho nên Thái Hòa có những vùng đất tương đối bằng phẳng, quy mô diện tích lớn và tương đối thuận lợi để phát triển nông nghiệp.

- Thổ nhưỡng: Địa bàn Thái Hòa có 14 loại đất chính thuộc hai nhóm Thuỷ thành và Đại thành; hai nhóm đất này có ưu điểm là rất hợp với việc trồng các loại cây công nghiệp và cây ăn quả có giá trị kinh tế cao như: Cà phê, cao su, chè, cam, bưởi, mít, quýt, dưa, dưa hấu,...

Dân số

Tổng dân số toàn thị xã Thái Hòa có đến 30/6/2008 là 67.427 người; mật độ phân bố trung bình xấp xỉ 500 người/km². Số người dân tộc thiểu số 5.751 người gồm: Thanh, Thái, Thổ chiếm tỷ lệ 8,5% so với tổng dân số. Số người trong độ tuổi lao động có khả năng lao động là 30.750 người; tỷ lệ lao động được đào tạo nghề (bao gồm cả ngắn hạn và dài hạn) chiếm 50% so với tổng lao động; tỷ lệ lao động phi nông nghiệp chiếm 35% so với tổng lao động.