Thuận Châu là một huyện miền núi thuộc tỉnh Sơn La. Phía Đông giáp thành phố Sơn La và huyện Mường La; phía Tây giáp tỉnh Điện Biên; phía Nam giáp huyện Sông Mã và huyện Mai Sơn; phía Bắc giáp huyện Quỳnh Nhai. Huyện có diện tích tự nhiên 155.002 ha, có 28 xã, 01 thị trấn với 391 bản, tiểu khu, thôn trong đó 02 xã, thị trấn vùng I, 02 xã vùng II, 24 xã vùng III. Dân số trên 182.000 người, gồm 06 dân tộc chủ yếu cùng sinh sống, trong đó dân tộc Thái chiếm khoảng 76,26%, dân tộc Mông 11,79%, dân tộc Kinh chiếm khoảng 6,2%, dân tộc La Ha 1,7%, dân tộc Khơ Mú 1,38%, dân tộc khác chiếm khoảng 0,11%.
Thuận Châu tên địa phương còn gọi là Mường Muổi là một mảnh đất hình thành từ rất sớm. Một loạt các di chỉ khảo cổ thuộc loại hình di chỉ thềm sông, hang động, mái đá được phát hiện ở Thuận Châu cho ta thấy những đặc điểm cư trú của các bộ lạc săn bắn, hái lượm của thời đại đá mới, điều đó chứng tỏ nơi đây đã có người Việt cổ sinh sống.
Dưới thời Pháp thuộc, có một thời gian Thuận Châu bị đặt dưới chế độ quân quản. Năm 1895, Thuận Châu thuộc tỉnh Vạn Bú (được tách từ tỉnh Hưng Hoá); năm 1904 tỉnh Vạn Bú đổi thành tỉnh Sơn La. Sau chiến dịch Tây Bắc 1952, Thuận Châu trực thuộc tỉnh Lai Châu. Đến tháng 2 năm 1954, Thuận Châu trực thuộc tỉnh Sơn La.
Đến năm 1955 thành lập khu Tự trị Thái - Mèo, bỏ cấp tỉnh, Thuận Châu trực thuộc khu tự trị. Ngày 27/12/1962, tại kỳ họp thứ 5 Quốc hội khóa II đã ra Nghị quyết đổi tên khu Tự trị Thái - Mèo thành khu tự trị Tây Bắc, lập lại 2 tỉnh Sơn La, Lai Châu và thành lập tỉnh Nghĩa Lộ; huyện Thuận Châu thuộc tỉnh Sơn La. Đến năm 2003 toàn huyện có 34 xã và 1 thị trấn, huyện lỵ đặt tại Thị trấn Thuận Châu.
Thực hiện Nghị định 148/2003/NĐ-CP ngày 02/12/2003 của Chính phủ về việc thành lập huyện Sốp Cộp và điều chỉnh địa giới các huyện Thuận Châu, Quỳnh Nhai tỉnh Sơn La, ngày 2 tháng 12 năm 2003, chuyển 25.911 ha diện tích tự nhiên và 26.659 nhân khẩu gồm toàn bộ các xã Mường Giàng, Chiềng Bằng, Mường Sại, Liệp Muội, Nặm Ét, Chiềng Khoang của huyện Thuận Châu về huyện Quỳnh Nhai quản lý.
Thực hiện Nghị định 03/2007/NĐ-CP ngày 08/01/2007 của Chính phủ về việc điều chỉnh địa giới hành chính xã, thành lập xã, thị trấn thuộc các huyện Mường La, Thuận Châu,Mộc Châu, chuyển 253 hecta diện tích tự nhiên của xã Liệp Tè về huyện Mường La và thành lập thị trấn Ít />
Sau điều chỉnh, huyện Thuận Châu có 153.337 hecta diện tích đất tự nhiên và 130.524 nhân khẩu có 29 đơn vị hành chính trực thuộc bao gồm các xã: Chiềng Ly, Phổng Lái, Thôm Mòn, Bon Phặng, Mường Khiêng, Bản Lầm, Noong Lay, Co Tòng, Liệp Tè, Muổi Nọi, Bó Mười, Púng Tra, Tông Lệnh, Chiềng Pha, É Tòng, Chiềng Ngàm, Mường É, Co Mạ, Pá Lông, Tông Cọ, Mường Bám, Chiềng La, Nậm Lầu, Chiềng Pấc, Phỏng Lập, Long Hẹ, Phổng Lăng, Chiềng Bôm và thị trấn Thuận Châu.