Šmartno pri Litiji leži v Zahodnem Posavskem hribovju na nadmorski višini 252 m. Že sam pogled na zemljevid nam pove, da se tu križajo poti (za smer Litija – Ljubljana oziroma Litija – Zagorje, nato v Kostrevniško dolino proti Moravčam in mimo Bogenšperka skozi Temenico do ceste Ljubljana – Zagreb ter skozi Zavrstniško dolino čez Trebeljevo za Ljubljano).
Šmartno pri Litiji je gručasto naselje, ki leži 3 km jugovzhodno od Litije. Geološka podoba območja je zelo pestra. Najstarejše kamnine segajo v obdobje karbona in perma – skrilavi glinovci, kremenovi peščenjaki in konglomerati, ob potokih so našli holocenske naplavine, prisoten je tudi dolomit in druge kamnine, proti Zavrstniku so v peščenjaku našli številne rastlinske fosile.
Okolica Šmartna je obdana s hribovjem, ki kotlini daje podobo pravokotne oblike: na severozahodu je Sitarjevec, na vzhodu Ojstrmanov hrib, na jugovzhodu Kuheljnov hrib, Veliki in Mali Oblak, Cvingar, na zahodu pa Tičnica in Strmenca. Skozi naselje teče potok Reka, ki izvira v Reki-Gozdu, vanj se izlivata še Črni potok in Kostrevniški potok. Potok Reka se kot največji pritok pri vasi Breg izlije v Savo. Osrednji, starejši del Šmartna, se je razvil ob trgu poleg župnijske cerkve, medtem ko se novejši, stanovanjski del, širi proti severu na območje Ustja in na Jeze ter proti jugu. Naselje Ustje je bilo kraju priključeno leta 1989. Pripadajoča zaselka sta še Roje in Slatna. Šmartno je pomembno prometno križišče cest proti Litiji in Zasavju, skozi Jablaniško dolino v Moravče in Mirnsko dolino, prek Bogenšperka v Temeniško dolino in skozi Zavrstnik proti Ljubljani.