Calimaya se localiza al sur de Toluca. Se ubica geográficamente en los paralelos 99°37'02"de longitud oeste y en los 19°10'25" de latitud norte. Limita al norte con los municipios de Toluca, Metepec, Mexicaltzingo y Chapultepec; al oriente con Tianguistenco y San Antonio la Isla; al occidente con Toluca; al sur con Tenango del Valle y Santa María Rayón. El territorio ocupa un amplio plano inclinado que al oeste se encuentra la parte más alta, a los 4,578 msnm (msnm: metros sobre el nivel del mar), que baja hasta el terreno plano de la parte oriental, a una altura de 2,600 msnm. La cabecera municipal tiene una altitud media de 2,680 msnm.
Durante la Colonia, su territorio tenía una superficie aproximada de 520.5 Km2. En la actualidad el territorio ocupa una extensión de 101.19 Km2.
El sistema montañoso está conformado por el Nevado de Toluca, por el monte de Tepemaxalco (compuesto de dos cumbres similares), al que popularmente se le conoce como el Cerro de los Cuates y por el Cerro de Putla.
El sistema hidrográfico se compone de los arroyos las Cruces, los Temascales, las Palmas, el Ojo de Agua y riachuelos formados durante la temporada de lluvias.
Se le clasifica como templado lluvioso (Cwbg), con lluvias predominantes en verano. La temperatura del mes más cálido es inferior a 22°C y se registra antes del 21 de junio. Suelen presentarse heladas en los meses de noviembre a enero y ocasionalmente en mayo (heladas tardías) y en septiembre (heladas tempranas). Estas últimas son altamente perjudiciales para la agricultura.
La sequía abarca los meses de noviembre, diciembre, enero, febrero y marzo. Los meses de lluvia son de mayo a agosto, así en junio, julio, agosto y septiembre; se gestan las atmosféricas más húmedas, con precipitaciones máximas de 190 mm en el mes de julio. Anualmente la precipitación va de los 800 a 900 mm. La temperatura media anual varía entre los 12°C y 14°C.
En las faldas del Nevado de Toluca, que es la zona boscosa del municipio, se encuentran coníferas principalmente: oyamel, encino y pino.
La fauna está siendo exterminada por el hombre. En la zona boscosa a faldas del volcán, existían animales como el gato montes, los venados y águilas.
En el municipio existen las más variadas clases de animales. La razón de esto es que donde antes fue la hacienda de Zacango hoy es Zoológico.
La zona boscosa es de los recursos más abundantes. Su explotación aunque se racionaliza por dependencias estatales con apoyo del municipio, no es posible vigilarla rigurosamente.
Los recursos minerales del municipio son básicamente los utilizados en la construcción: arena, grava. La extracción que hacen de ellos ha propiciado un aumento en el ingreso económico municipal.
El tipo de suelo utilizado para la agricultura es el it situ, los aluviales y coluviales; de ellos se deduce que el suministro de materia orgánica brindada por plantas y animales ha sido constante. Además, es característico de la región el Feozem, Cambisol y Andosol. El suelo cuenta con un alto contenido de materia orgánica, de humus y de nitrógeno; muy poco contenido de elementos menores como barro, zinc, cobre y cobalto, y nulo contenido de calcio, potasio, fósforo y magnesio.
El 93% del territorio municipal se destina al uso agrícola, pecuario y forestal, el 3% está ocupado por viviendas. El resto se destina a otros usos de los que destaca la explotación minera.
