El municipio de Temoaya limita al norte con los municipios de Jiquipilco y Nicolás Romero, al sur con Toluca y Otzolotepec, al este con Isidro Fabela y nuevamente con los municipios de Jilotzingo y con Otzolotepec, y al oeste limita con Ixtlahuaca y Almoloya de Juárez. Cuenta con una extensión territorial de 199.63 kilómetros cuadrados y se encuentra a una altura promedio de 2,680 metros sobre el nivel del mar.