Thị trấn Đồng Mỏ nằm ở trung tâm huyện Chi Lăng, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Quan Sơn
• Phía tây giáp các xã Chi Lăng, Hòa Bình, Y Tịch
• Phía nam giáp tỉnh Bắc Giang
• Phía bắc giáp xã Mai Sao và xã Thượng Cường.

Thị trấn Đồng Mỏ có diện tích 35,64 km2, dân số năm 2018 là 14.275 người, mật độ dân số đạt 401 người/km2.[1]

Theo thống kê năm 2019, thị trấn Đồng Mỏ có diện tích 35,64 km², dân số là 13.195 người,[2] mật độ dân số đạt 370 người/km².