Huyện Tân Yên nằm ở phía tây tỉnh Bắc Giang, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp huyện Lạng Giang
• Phía tây giáp huyện Hiệp Hòa và huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên
• Phía nam giáp thành phố Bắc Giang và huyện Việt Yên
• Phía bắc giáp huyện Yên Thế.

Tân Yên là huyện miền núi, có tổng diện tích tự nhiên là 204 km², trải dài từ 106°0'20"Đ - 106°11'40"Đ và 21°18'30"B - 21°23'0"B, cách thành phố Bắc Giang 15 km theo tỉnh lộ 398 (đường 284 cũ), huyện Sóc Sơn – Hà Nội (cách 30 km theo tỉnh lộ 295), thành phố Thái Nguyên cách 40 km theo tỉnh lộ 294 (đường 287 cũ)...