

Tonya İlçesi, Doğudan Düzköy ve Maçka, Güneyden Gümüşhane İline bağlı Kürtün İlçesi, kuzeyden ve batıdan Vakfıkebir ile Şalpazarı ilçeleri ile çevrilidir.
İlçenin genel alanı 264 Km2'dir. Denizden yüksekliği 755 metredir. Arazi genel olarak engebelidir. Yüksek dağ sıralarına rastlanmamakla birlikte mevcut tepeler kuzeyden güneye doğru uzanır. Bu uzantılar arasında bulunan Fol Deresi ile Çamlık Deresi Vadisi Tonya sınırları içinde kalır. İlçe merkezi Fol Deresi Vadisinde kurulmuştur.
Tonya'nın en yüksek tepesi 1900 m. yüksekliğindeki Karakısrak tepesidir. İlçe sınırları içinde büyük akarsu ve göl yoktur. En önemli akarsu Fol Deresi'dir. Fol deresi Tonya'nın güneyinde Kürtün İlçesi sınırlarındaki Erikbeli Tepesinden doğar. Kuzeye doğru Tonya topraklarını geçtikten sonra Vakfıkebir İlçesi merkezinden Karadenize dökülür. İkinci önemli akarsu Toksar tepesinden kaynağını alarak Beşikdüzü İlçesinden denize dökülen Çamlık Deresidir. Akarsuların rejimi düzenli değildir. Bahar aylarında karların erimesi ile su miktarı artar. Yaz aylarında azalır. Bununla birlikte yukarıda sözü edilen akarsuların kuruduğu hiç görülmemiştir.
İklim, Karadeniz iklimi ile karasal iklim arasında bir geçiş alanıdır. Karadeniz kenarından yükselen tepeler üzerinde bulunan ormanlar sürekli nem çeker. Denizden gelen su buharı burada yoğunlaşır, sis haline gelir. Bu nedenle özellikle yaz aylarında günlerin büyük bir bölümü sisli geçer. Güneşli havalar daha çok sonbaharda görülür. Yaz aylarında ortalama sıcaklık 20 derece, kış aylarında 6-7 derece civarındadır. Çevrede iklimin etkisiyle bitki örtüsü bir paralellik gösterir. Arazinin büyük çoğunluğunu meralar ve ormanlar kaplar ve yoğun ormanlar ilçenin güney yönündeki Kalınçam Köyü çevresindedir. Bu ormanlar yayvan ve iğne yapraklı ağaçlardan oluşur. Bölgede en iyi yetişen ağaç kızılağaçtır. İnsan emeği olmadan kendi kendine yetişebilmektedir.