Than Uyên nằm ở phía Đông Nam tỉnh Lai Châu, toạ độ địa lý trong khoảng từ 21 độ 40' đến 22 độ 08' vĩ độ Bắc và từ 103 độ 35’ đến 103 độ 53’ kinh độ Đông; nằm cách thành phố Lai Châu 100 km về phía Tây Bắc theo quốc lộ 32.
Than Uyên có địa hình bị chia cắt bởi hai hệ thống núi, hệ thống các dãy núi Hoàng Liên Sơn nằm ở phía Đông Bắc và hệ thống các dãy núi ở phía Tây Nam.
Nguồn tài nguyên thiên nhiên của huyện Than Uyên không nhiều chủ yếu là tài nguyên đất, nước, rừng, thảm thực vật và tài nguyên khoáng sản nằm rải rác. Bên cạnh đó tài nguyên du lịch cũng khá phong phú về bản sắc văn hóa, truyền thống lịch sử, di sản văn hóa.
Nguồn tài nguyên thiên nhiên của huyện Than Uyên không nhiều chủ yếu là tài nguyên đất, nước, rừng, thảm thực vật và tài nguyên khoáng sản nằm rải rác. Bên cạnh đó tài nguyên du lịch cũng khá phong phú về bản sắc văn hóa, truyền thống lịch sử, di sản văn hóa.