สามโคก เป็นอำเภอที่มีขนาดเล็กที่สุดของจังหวัดปทุมธานี มีแม่น้ำเจ้าพระยาไหลผ่ากลางอำเภอ

มีอาณาเขตติดต่อดังนี้

ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอลาดบัวหลวง อำเภอบางไทร และอำเภอบางปะอิน (จังหวัดพระนครศรีอยุธยา) มีคลองยายเข็ม คลองพระยาบรรลือ แนวกึ่งกลางแม่น้ำเจ้าพระยา และคลองเชียงรากน้อยเป็นเส้นแบ่งเขต

ทิศตะวันออก ติดต่อกับอำเภอคลองหลวง มีทางรถไฟสายเหนือเป็นเส้นแบ่งเขต

ทิศใต้ ติดต่อกับอำเภอเมืองปทุมธานี ลำรางสาธารณะ คลองตาหลี คลองบางพูด คลองเชียงรากใหญ่ คลองแม่น้ำอ้อม แนวกึ่งกลางแม่น้ำเจ้าพระยา และคลองบางโพธิ์เหนือเป็นเส้นแบ่งเขต

ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอลาดหลุมแก้ว มีคลองบางโพธิ์เหนือ คลองบางเตย และคลองลัดวัดบ่อเงินเป็นเส้นแบ่งเขต