Thị trấn Thuận Châu là huyện lỵ của huyện Thuận Châu, cách trung tâm thành phố Sơn La 35 km. Các phía Đông, Tây, Bắc giáp xã Chiềng Ly, phía Nam giáp xã Thôm Mòn. Tại thời điểm năm 2015, tổng diện tích tự nhiên của thị trấn là 74,5 ha, trong đó, đất chuyên dùng 40,92 ha (chiếm 54,9% tổng diện tích), còn lại là các loại đất khác.

 Địa bàn thị trấn có Quốc lộ 6 chạy qua 3,5 km, là trục đường huyết mạch đi Tây Bắc và ngược lại. Tại Km356 thuộc địa bàn thị trấn là điểm đầu Tỉnh lộ 108 đi Co Mạ - Mường Bám - Điện Biên cùng hệ thống các tuyến đường nội thị thường xuyên được nâng cấp, tu bổ, tạo điều kiện thuận lợi từ đi lại, trao đổi hàng hóa, giao lưu giữa thị trấn với các địa phương khác.

Thị trấn Thuận Châu có độ cao trung bình 570 m so với mặt nước biển. Bao quanh là dãy núi đá Pú Luông và dãy đồi Khau Tú, xen lẫn các đồi dốc và thung lũng, làm cho địa hình thị trấn trở nên đa dạng. Trung tâm thị trấn khá bằng phẳng, tương đối thuận lợi cho phát triển mạng lưới giao thông, xây dựng kết cấu hạ tầng, bố trí xây dựng các khu công sở, cơ quan hành chính và mở rộng mạng lưới khu dân cư, các khu tiểu thủ công nghiệp.  

Là vùng đất nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu ở thị trấn Thuận Châu được chia làm 4 mùa (Xuân, Hạ, Thu, Đông), song xét về lượng mưa được chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Lượng mưa bình quân hàng năm 1.400 mm. Độ ẩm trung bình khoảng 80%. Nhiệt độ trung bình năm 25ºC, tháng 12 và tháng 01 có nhiệt độ thấp nhất trong năm, chỉ từ 5 - 7ºC, nhiều thời điểm nhiệt độ chỉ từ 3 - 5ºC, xuất hiện sương muối. Do đặc điểm của địa hình, hướng gió thịnh hành thay đổi theo hướng Tây Nam vào mùa hè, Đông Bắc vào mùa đông. Từ tháng 4 đến tháng 6 hàng năm, địa bàn chịu tác động của nhiều đợt gió Tây (còn gọi là gió Lào, gió “phơn”) khô và nóng, làm nhiệt độ trong ngày lên cao, có những thời điểm trên 39ºC, độ ẩm không khí dưới 50%. Gió mùa Đông Bắc hoạt động từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, đem theo không khí khô và lạnh, nhiệt độ xuống rất thấp.

Trên địa bàn có suối Muội - một trong 3 dòng suối chính ở huyện Thuận Châu, bắt nguồn từ dãy Copia (thuộc địa phận xã Chiềng Bôm) chảy dọc thị trấn với lưu lượng nước tương đối lớn. Tuy nhiên, do đặc điểm địa hình dốc nên vào mùa mưa, tốc độ dòng chảy lớn, nhiều khi còn gây ra lũ quét, về mùa khô thường bị thiếu nước, ảnh hưởng đến sản xuất và sinh hoạt của nhân dân. Ngoài ra, ở trung tâm thị trấn có hồ Noong Luông, có chức năng chứa nước tưới tiêu, phát triển nuôi trồng thủy sản.

Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên tương đối thuận lợi tạo điều kiện để phát triển các hoạt động dịch vụ thương mại, tiểu thủ công nghiệp, sản xuất nông nghiệp (trồng hoa, rau xanh, cây ăn quả, chăn nuôi…). Những thuận lợi đó đã và đang được Đảng bộ và nhân dân các dân tộc thị trấn Thuận Châu khai thác, sử dụng có hiệu quả trong công cuộc đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và xây dựng thị trấn ngày càng giàu đẹp.

Trích "Lịch sử Đảng bộ thị trấn Thuận Châu"