Phổ Yên là huyện cửa ngõ phía nam của tỉnh Thái Nguyên, có đường quốc lộ 3, đường sắt Thái Nguyên - Hà Nội chạy qua trung tâm huyện. Phía Nam giáp huyện Sóc Sơn (Hà Nội), phía Đông giáp huyện Hiệp Hoà (Bắc Giang), phía Tây giáp tỉnh Vĩnh Phúc, phía Bắc giáp thị xã Sông Công và thành phố Thái Nguyên. Với vị trí tiếp giáp những vùng kinh tế năng động, thuận tiện về giao thông, Phổ Yên có nhiều lợi thế trong thu hút đầu tư, phát triển kinh tế - xã hội.