Xã Cù Vân nằm ở phía đông huyện Đại Từ, có vị trí địa lý:
- Phía đông giáp xã An Khánh
- Phía tây giáp các xã Hà Thượng, Phục Linh và Tân Thái
- Phía nam giáp thành phố Thái Nguyên
- Phía bắc giáp huyện Phú Lương.
Xã Cù Vân có diện tích 15,29 km², dân số năm 1999 là 6.078 người, mật độ dân số đạt 398 người/km².