Xã Thạch Lâm nằm ở phía tây huyện Bảo Lâm, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Nam Quang
• Phía tây và phía nam giáp xã Quảng Lâm
• Phía bắc giáp tỉnh Hà Giang và xã Nam Cao.

Xã Thạch Lâm có diện tích 87,74 km2, dân số năm 2006 là 3.897 người, mật độ dân số đạt 44 người/km2.[1]

Trên địa bàn xã có suối Thạch Lâm, một phụ lưu nhỏ của sông Gâm, suối chảy dọc theo chiều dài của xã.