Thị xã Nghĩa Lộ nằm ở phía Tây tỉnh Yên Bái, cách trung tâm tỉnh lỵ 80km theo quốc lộ 32, gồm 14 đơn vị hành chính (4 phường: Tân An, Trung Tâm, Cầu Thia, Pú Trạng và 10 xã: Nghĩa An, Nghĩa Lợi, nghĩa Phúc, Nghĩa Lộ, Phù Nham, Sơn A, Thanh Lương, Thạch Lương, Hạnh Sơn, Phúc Sơn). Trong suốt chiều dài lịch sử, thị xã ngày nay đã trải qua nhiều lần thay đổi địa giới hành chính.