愛知県の北東部に広がる三河山間地域の中央に位置し、名古屋市中心部から約90km、豊橋市及び豊田市の中心部から約55～60kmの距離にある。東は東栄町、豊根村、西は豊田市、南は新城市、北は長野県根羽村と隣接している。西部一帯には愛知県内最大級の規模を誇るブナ・ツガ等の林「きららの森」（段戸裏谷原生林）が広がるなど、1000m級の山々が連なっており、面積の約90％を森林が占め、豊川、矢作川、天竜川という三大水系の重要な水源地となっている。出産奨励として出産2人目に5万円、3人目に10万円を支給、乳幼児のおむつ代を毎月2500円支給するなど、子育て支援も充実。また、他市町村で学校の統合が進む中、設楽町は5小2中できめ細やかな教育を行っている。