El distrito de Thanh Oai limita con el distrito de Thường Tín al este, el distrito de Thanh Trì al noreste, el distrito de Chương Mỹ al oeste, el distrito de Phú Xuyên y el distrito de Ứng Hòa al sur, el distrito de Hà Đông al norte.
El distrito se subdivide en 21 subdivisiones a nivel de comuna , incluido el municipio de Kim Bài (capital del distrito) y las comunas rurales de Bích Hòa, Bình Minh, Cao Dương, Cao Viên, Cự Khê, Dân Hòa, Đỗ Động, Hồng Dương, Kim An, Kim Thư, Liên Châu, Mỹ Hưng, Phương Trung, Tam Hưng, Tân Ước, Thanh Cao, Thanh Mai, Thanh Thùy, Thanh Văn, Xuân Dương.