Altsasu-Alsasua se encuentra localizada en el extremo occidental del denominado corredor del Arakil. Alargado y característico valle formado por el río del mismo nombre, que en su primer tramo es llamado Burunda, y que discurre entre dos grandes macizos montañosos, la Sierra de Aralar y la Sierra de Urbasa. Alsasua se sitúa a 526 metros sobre el nivel del mar. Como todos los municipios del valle, son pueblos encajados entre montañas.

Esta población limita al norte con Ataun (Guipúzcoa), al este con Urdiain, al sur con la sierra de Urbasa y al oeste con Olazagutia y montes de Alzania.

La distancia a Pamplona, capital de la Comunidad Foral, es de 50 km. La comunicación viaria es muy densa y moderna, con una autovía a Pamplona-Iruñea y a Vitoria-Gasteiz, además de la próxima entrada del desdoblamiento de la carretera nacional N-I, hacia Donostia-San Sebastián e Irun. Asimismo, Altsasu-Alsasua es un importante núcleo en las comunicaciones ferroviarias.