Thalheim, eine attraktive Marktgemeinde im oberösterreichischen Zentralraum, ist durch ihre geografische Lage besonders geprägt. Die Traun, die durch das Gemeindegebiet fließt, wird von fünf Brücken überspannt und verbindet Thalheim eng mit der Stadt Wels. Das Gemeindewappen, mit den Farben Grün und Blau, spiegelt die Naturlandschaft und den Fluss wider.
Die gute Verkehrsanbindung über die B138 und die Almtalbahn macht Thalheim zu einem wichtigen Verkehrsknotenpunkt. Neben dem Ortskern gehören mehrere Ortschaften zum Gemeindegebiet, das im Norden an Wels und im Osten, Süden und Westen an Schleißheim, Sipbachzell und Steinhaus grenzt.