เทศบาลตำบลหัวทะเล ตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกของอำเภอเมืองนครราชสีมา มีระยะทางห่างจากอำเภอเมืองนครราชสีมา ประมาณ 6 กิโลเมตร ตำบลหัวทะเล มีเนื้อที่โดยประมาณ 15.59 ตารางกิโลเมตร มีอาณาเขตติดต่อ ดังนี้

• ทิศเหนือ ติดต่อกับ องค์การบริหารส่วนตำบลตลาด อำเภอเมืองนครราชสีมา
• ทิศใต้ ติดต่อกับ องค์การบริหารส่วนตำบลหนองบัวศาลา อำเภอเมืองนครราชสีมา
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับ องค์การบริหารส่วนตำบลมะเริง อำเภอเมืองนครราชสีมา
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับ เทศบาลนครนครราชสีมา และ เทศบาลตำบลโพธิ์กลาง อำเภอเมืองนครราชสีมา