Thị trấn Vân Đình có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Phương Tú
• Phía tây nam giáp xã Phùng Xá, huyện Mỹ Đức qua sông Đáy
• Phía bắc giáp xã Liên Bạt.

Thị trấn Vân Đình có diện tích tự nhiên 5,39 km², dân số năm 2003 là 13.548 người, mật độ dân số đạt 2.512 người/km².

Sông Đáy và sông Nhuệ chảy qua địa bàn của thị trấn. Quốc lộ 21B, tỉnh lộ 75 là tuyến giao thông đường bộ quan trọng nối Vân Đình với quốc lộ 1A.