Thann ligt in het zuidwesten van het departement Haut-Rhin aan de voet van de Vogezen, aan de monding van de vallei van de rivier de Thur. De Thur loopt door het midden van de stad.
Het heeft een oppervlakte van 12,5 km2. De gemiddelde hoogte is 625 m; in het stadhuis is de hoogte 329 m.
Thann ligt op 121 km van Straatsburg, de hoofdstad van de regio, op 42 km van Colmar, de hoofdstad van het departement, en op 21 km van Mulhouse.
| Thann en zijn buurgemeenten |
|  |
De gemeente Thann wordt omringd door de gemeenten Goldbach-Altenbach, Vieux-Thann, Leimbach en Bitschwiller-lès-Thann.
Plaatsen naast Thann, Haut-Rhin |
| Goldbach-Altenbach | | | Bitschwiller-lès-Thann | Thann  | Vieux-Thann | | Leimbach | | |
Klimaat
Het klimaat van Thann, in de Köppen klimaatclassificatie, is Cfb - Oceanisch klimaat met sjabloonzomers.