Su extensión territorial es de 14.86 Km2, mismos que representan el 0.05% respecto a la superficie del estado.
El municipio de Cocotitlán se localiza en la porción suroriental del estado, entre las coordenadas 19°12'18" y 19°14'33" latitud norte; 98°49'46" y 98°52'52"longitud oeste, a una altura de 2,300 msnm (msnm: metros sobre del nivel del mar). Limita al norte con el municipio de Chalco; al sur con Temamatla y Tlalmanalco; al este con Chalco y Tlalmanalco; al oeste con Chalco y Temamatla. Su distancia aproximada a la ciudad de México es de 40 kilómetros y 100 kilómetros a Toluca, capital del estado.
El municipio forma parte de la provincia del Eje Neovolcánico, en la subprovincia de los lagos y volcanes del Anáhuac, constituida por lomeríos de colinas redondeadas que van desde el sur (San Andrés Metla) hasta el oeste (loma de San Pedro). Aquí se presentan las partes bajas de la falda del cerro Chiconquiahuac, parte del cual pertenece a este municipio, extendiéndose después un pequeño valle interrumpido por el cerro de Cocotitlán, lugar donde se asienta la cabecera municipal, Cerro originado en el Terciario Superior, por levantamiento de la corteza terrestre.