Yên Thành là vùng đất nửa trung du miền núi, nửa đồng bằng. Phía bắc giáp các huyện Tân Kỳ, Quỳnh Lưu, Diễn Châu; phía đông giáp huyện Diễn Châu; phía đông nam giáp huyện Nghi Lộc, phía nam giáp huyện Đô Lương, phía tây giáp huyện Tân Kỳ. Đồng bằng chiếm 60%, đồi núi chiếm 40%. Dân cư Yên Thành phần lớn sống tập trung thành từng cụm nhỏ rải rác xung quanh các đồng bằng.