Gmina Klembów położona jest w centralnej części województwa Mazowieckiego, w powiecie Wołomińskim. W północno  - zachodniej i południowo - wschodniej części gminę przecina zewnętrzny układ komunikacji kołowej. Na północnym zachodzie gmina graniczy z drogą krajową nr 8, od której rozpoczyna bieg droga wojewódzka nr 636, biegnąca przez wsie Wola Rasztowska, Roszczep i Krusze, dalej przez gminę Tłuszcz do Jadowa.

Gmina Klembów, powiat Wołomiński, graniczy od północy z gminą Dąbrówka, od wschodu z miastem i gminą Tłuszcz, od południa z gminą Poświętne oraz Wołomin, zaś od zachodu - z gminą Radzymin.

W południowo - wschodniej części gminy przebiega droga wojewódzka nr 634 relacji Tłuszcz - Wołomin - Warszawa. Ponadto gminę przecinają trzy linie kolejowe. Przez środkową części gminy z zachodu na wschód biegnie linia kolejowa relacji Warszawa - Legionowo - Tłuszcz. We wschodniej części gminy z południa na północ przebiega linia kolejowa relacji Warszawa - Wołomin - Tłuszcz. O najbardziej na wschód wysunięty fragment gminy zahacza linia kolejowa relacji Mińsk Mazowiecki - Tłuszcz.

Przez teren gminy przepływają dwa cieki wodne: Rządza i Cienka, stanowiące ważny element naturalnego systemu wodnego, zarówno gminy Klembów jak i gmin sąsiednich: Tłuszcz, Poświętne, Radzymin.

Geograficznie cały obszar zaliczany jest do Niziny Mazowieckiej, Kotliny Warszawskiej i Równiny Wołomińskiej.

Powierzchnia gminy wynosi 85,79 km² i zamieszkuje ją 9.740 mieszkańców. Jest ona gminą rolniczą z tendencją do przekształcania się w jednostkę satelitarną aglomeracji Warszawskiej.