Заводоуковский городской округ расположен в юго-восточной части Тюменской области. Граничит с Упоровским, Ялуторовским, Юргинским, Омутинским и Армизонским районами. Транссибирская железнодорожная магистраль и автомобильная дорога республиканского значения Тюмень-Омск связывают муниципальное образование с регионами страны. Город Заводоуковск находится в 100 км от областного центра.
Общая площадь округа – 299 600 гектаров (по данным федеральной службы государственной статистики). К наиболее ценным природным ресурсам относятся сельскохозяйственные угодья и лес. Площадь сельскохозяйственных угодий составляет 127,4 тыс. гектаров, в том числе пашня - 84,9 тыс. гектаров. Лесами покрыто 47% территории (138 тыс. га).
По территории округа протекают река Тобол и правый приток Тобола – река Ук. Много небольших озер.
Заводоуковский городской округ – одна из наиболее обеспеченных территорий сельхоззоны Тюменской области разведанными и подготовленными к освоению минерально-сырьевыми ресурсами. В его пределах разведано и подготовлено к освоению 18 месторождений стройматериалов, 6 промышленных залежей торфа, 3 месторождения пресных подземных вод. Имеются термально-минеральные воды, пригодные для бальнеологического назначения.
В состав территории Заводоуковского городского округа входят город Заводоуковск, а также, в соответствии с генеральным планом городского округа территории, предназначенные для развития его социальной, транспортной и иной инфраструктуры, включая территории поселков и других сельских населенных пунктов, не являющихся муниципальными образованиями: село Бигила, село Боровинка, село Гилево, село Горюново, деревня Дронова, поселок Зерновой, деревня Каменка, деревня Карасье, село Колесниково, деревня Комарова, село Комиссарово, поселок Комсомольский, деревня Кошелева, деревня Красная, поселок Криволукский, посёлок Лебедевка, поселок Лесной, село Марково, поселок Мичуринский, село Новая Заимка, деревня Новозаимская, село Новолыбаево, деревня Нижнеингал, поселок Озерки, село Падун, село Першино, деревня Плюхина, деревня Покровка, деревня Пономарева, поселок Речной, село Сединкино, село Семеново, село Сосновка, село Старая Заимка, поселок Степной, село Сунгурово, село Тумашово, поселок Тумашовский, поселок Уково, поселок Урожайный, поселок Участок 24 км, поселок Центральный, село Шестаково, село Шиликуль, деревня Щучье, село Яковлево.
Административным центром Заводоуковского городского округа является город Заводоуковск.