İlçe Karadeniz Bölgesinin Doğu Karadeniz Bölümünde, Harşit Çayı su toplama havzası ile, Gümüşhane ilimizin yönetim sınırları içerisinde yer almaktadır. Bölgenin en önemli akarsularından birini oluşturan bu çay, derin ve dar bir vadiden akmaktadır. Torul’un kurulduğu yer, Harşit’in en fazla genişlediği ve kuzeybatıdan akarak aynı konumda bu çayın önemli kollarından Herek Çayının karıştığı bir yöredir. Torul yerleşmesi Harşit ve Herek Çayları boylarında kurulmuştur.
Torul’ un kuzeyinde Doğu Karadeniz Dağlarından Alacadağ (2180 m) ile Horoz Dağları (2.396 m) ve Çakırgöl Dağları gibi, kabaca kuzeybatı-güneydoğu doğrultusunda uzanan yüksek dağlara yer vermektedir. Güneyinden ise Giresun Dağlarının doğu uzantılarını oluşturan Balaban Dağları (3.450 m) ile çevrelenmiştir.
İlçe kuzeybatıdan Tonya ve kuzeydoğudan Maçka gibi Trabzon’un ilçeleriyle sınırdır.Batıdan Kürtün ile güneyinden Gümüşhane ile komşu olan ilçe, güneybatıdan Giresun ili Alucra ilçesiyle, Güneydoğudan ise çok dar sahalı olarak Şiran ilçesi ile sınırı bulunmaktadır.
