Với tổng diện tích tự nhiên là 10.825 ha, huyện Tam Dương nằm ở vị trí trung tâm của tỉnh và được chia làm ba vùng sinh thái chính: Vùng núi (gồm 03 xã), vùng trung du (gồm 05 xã và 01 thị trấn), vùng đồng bằng (gồm 04 xã); và nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình hàng năm là 230C, số giờ nắng bình quân trong năm là 1400-1600 giờ/năm, lượng mưa trung bình hàng năm 1400-1500 mm; nên huyện Tam Dương rất thuận lợi để phát triển nông nghiệp theo hướng hiện đại, bền vững.