Thị trấn Pác Miầu nằm ở trung tâm huyện Bảo Lâm, kéo dài theo chiều đông bắc - tây nam và có vị trí địa lý:
- Phía đông giáp xã Mông Ân và xã Vĩnh Phong
- Phía tây giáp xã Quảng Lâm và xã Nam Quang
- Phía nam giáp tỉnh Hà Giang và các xã Mông Ân, Thái Học
- Phía bắc giáp xã Lý Bôn và xã Nam Quang.
Thị trấn Pác Miầu có diện tích 36,93 km², dân số năm 2019 là 5.770 người[2], mật độ dân số đạt 156 người/km².