茶山鎮地處東莞市中北部，坐落于東江支流寒溪河畔，位于北緯23°4′，東經113°5′。東與石排、橫瀝鎮相鄰，南和寮步、東坑鎮接壤，西與東城街道相連，北和石龍鎮相接，與石碣鎮隔東江相望。

　　茶山地形東西寬，南北窄，呈“凸”字形狀。東西相距11.3公里，南北相距7.4公里，全區丘陵起伏，南北為河道（寒溪河、南畬塱），為埔田，中橫連綿山丘為旱地，山丘之間為坑田，地勢東北高而西南低。