Colle di Val d'Elsa sorge in una conca della Val d'Elsa, a 141 metri di altitudine, con un paesaggio di pianura e dolci colline. Il territorio è attraversato dal fiume Elsa e conta 5 sentieri escursionistici, tra cui la Cascata del Diborrato. Con 21.665 abitanti e una densità di 235 ab/km², è il secondo comune della Valdelsa per popolazione, gravitando sul sistema locale di Poggibonsi.
L'economia locale si basa su artigianato e industria, con una forte tradizione nella lavorazione del cristallo. Il reddito medio è di 24.952 euro e il prezzo medio delle case è di 1.356 euro al m². La connettività è buona, con copertura FTTH al 66%.
Il clima è temperato, con 13,1 °C medi e 963 mm di pioggia annui. Il patrimonio storico è ricco, con 61 monumenti e 5 musei. La pressione fiscale è del 16,5% e il suolo consumato è solo il 7,7%.