Ubicado en el Altiplano central mexicano a 2 560 metros sobre el nivel del mar, el municipio de Hueyotlipan se sitúa en un eje de coordenadas geográficas entre los 19 grados 28 minutos latitud norte y 98 grados 21 minutos longitud oeste. Localizado al poniente del estado, el municipio de Hueyotlipan colinda al norte con los municipios de Tlaxco y Benito Juárez, al sur colinda con los municipios de Ixtacuixtla y Panotla, al oriente se establecen linderos con los municipios de San Lucas Tecopilco y Xaltocan, asimismo al poniente colinda con los municipios de Sanctórum y Españita.
De acuerdo con la información geoestadística del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, el municipio de Hueyotlipan comprende una superficie de 340.33 kilómetros cuadrados, lo que representa el 8.52 por ciento del total del territorio estatal, el cual asciende a 3,991.14 kilómetros cuadrados.
Las características del relieve del municipio son las siguientes: Zonas planas, que ocupan el 55.0 por ciento de la superficie total y se encuentran en la parte norte del municipio. Zonas semiplanas, que abarcan el 23.0 por ciento de la extensión, localizándose en el centro del municipio. Zonas accidentadas, que comprenden aproximadamente el 22.0 por ciento restante y se localizan en la parte sur, suroeste y sureste del municipio.
Los recursos hidrográficos del municipio son: el arroyo Hueyotlipan de caudal sólo durante la época de lluvias, las presas de el Sol y la Luna, San Fernando y Santa Cruz Techalote.
En la mayor parte del municipio prevalece el clima templado subhúmedo con lluvias en verano. Igualmente la temperatura promedio máxima anual registrada es de 22.5 grados centígrados y la mínima de 6.8 grados. La precipitación promedio máxima registrada de 219.6 milímetros y la mínima de 14.3.