Xã Thiệu Duy nằm ở phía đông bắc của Huyện Thiệu Hóa, Thanh Hóa. Diện tích của xã là khoảng 17,13 km². Về khí hậu, xã có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4.
Dân số của xã vào năm 2019 là khoảng 4.700 người, chủ yếu là người Kinh. Trong xã có nhiều danh lam thắng cảnh như đền chùa, thác nước, rừng nguyên sinh và đồi chè. Đặc sản của xã có thể kể đến như chè, mật ong, đậu xanh Thiệu Duy, bưởi da xanh và rượu Thiệu Duy.