El municipio de Atoyatempan se encuentra situado en el centro del estado de Puebla, aproximadamente a 70 kilómetros al sureste de la capital del estado.
Limita al norte con el municipio de Tecali de Herrera; el este, con Tlanepantla y Huitziltepec; al sur, con Molcaxac y al poniente con Tzicatlacoyan y Tecali.