Xã Thổ Châu có diện tích 13,95 km², dân số năm 2017 là 1.909 người[2], mật độ đạt 137 người/km².

Thổ Châu có một ấp với bảy tổ tự quản. Toàn xã có 500 hộ gia đình với gần 2.000 người,[3] trong đó phần lớn là lực lượng hải quân và biên phòng lập gia đình và định cư tại đây, còn lại là dân nhập cư. Dân địa phương chủ yếu sống dựa vào sản xuất tiểu thủ công nhỏ lẻ, trồng trọt, chăn nuôi và đánh bắt hải sản ven bờ.[4] Dân số biến động theo từng mùa, gây nhiều khó khăn cho việc quản lý an ninh trật tự.