Huyện Củ Chi nằm ở phía tây bắc của TP Hồ Chí Minh, cách khu vực trung tâm thành phố khoảng 33 km. Sông Sài Gòn chảy qua phía đông huyện, hình thành một phần ranh giới giữa Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Bình Dương.
Huyện Củ Chi tiếp giáp với các quận – huyện – thị xã – thành phố là:
- Phía đông giáp giáp thành phố Thủ Dầu Một và thành phố Thuận An thuộc tỉnh Bình Dương qua ranh giới là sông Sài Gòn
- Phía tây tiếp giáp huyện Đức Hòa, tỉnh Long An và thị xã Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh
- Phía nam tiếp giáp huyện Hóc Môn và huyện Đức Hòa, tỉnh Long An
- Phía bắc tiếp giáp huyện Dầu Tiếng và thị xã Bến Cát thuộc tỉnh Bình Dương với ranh giới là sông Sài Gòn
