Xã Phú Xuyên là một xã thuộc huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam. Xã nằm ở vị trí địa lý ở phía đông nam của huyện, giáp ranh với các xã Phúc Lộc, Hùng Sơn, Tân Thành và Ninh Lai. Diện tích của xã khoảng 27,17 km² với khí hậu ôn đới, mát mẻ quanh năm. Dân số của xã là khoảng 4.200 người.
Xã Phú Xuyên có nhiều danh lam thắng cảnh nổi tiếng như đền thờ Ngọc Hoàng, đền thờ Thành Công, đền thờ Thương Ngàn, thác nước Tái Xá, đồi chè Bảo Đài, vườn quốc gia Xuân Sơn, rừng cây gia truyền đặc biệt với loài đất sét...
Xã cũng được biết đến với các đặc sản như bánh cuốn, bánh tẻ, chả quế, chè đỗ xanh, rượu đế, mật ong...