Phường Phú Xá nằm ở phía đông nam thành phố Thái Nguyên, có vị trí địa lý:
- Phía đông giáp phường Cam Giá
- Phía tây giáp phường Tân Lập và phường Tích Lương
- Phía nam giáp phường Trung Thành
- Phía bắc giáp phường Gia Sàng.
Phường Phú Xá có diện tích 4,27 km², dân số năm 1999 là 7.830 người,[1] mật độ dân số đạt 1.834 người/km².