Ubicado en el Altiplano central mexicano a 2 500 metros sobre el nivel del mar, el municipio de Atlangatepec se sitúa en un eje de coordenadas geográficas entre los 19 grados 32 minutos latitud norte y 98 grados 12 minutos longitud oeste.
Este municipio se localiza al norte del estado. El municipio de Atlangatepec colinda al norte con el municipio de Tlaxco; al sur colinda con los municipios de Muñoz de Domingo Arenas y Tetla de La Solidaridad, al oriente se establece lindero con el municipio de Tetla de la Solidaridad y al poniente con los municipios de Muñoz de Domingo Arenas y Hueyotlipan.
De acuerdo con la información geoestadística del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, el municipio de Atlangatepec comprende una superficie de 108.13 kilómetros cuadrados, lo que representa el 2.71 por ciento del total del territorio estatal, el cual asciende a 3,991.14 kilómetros cuadrados.
En este municipio existen tres formas características de relieve: Zonas planas, que ocupan el 60.0 por ciento de la superficie total y se ubican en la parte norte y sur del municipio. Zonas semiplanas, que representan el 37.0 por ciento y se encuentran en la parte norte y sur. Zonas accidentadas, que comprenden aproximadamente el 3.0 por ciento de la superficie y se localizan en la parte oriente y central.
En este municipio se ubica la presa de Atlangatepec y la laguna de Jalnene, siendo la primera la más importante en el estado por sus dimensiones; y se encuentra ubicada en la parte central del municipio. El río Zahuapan cruza el municipio de norte a sur; y tiene un recorrido aproximado de 7 km. Además cuenta también con arroyos de caudal sólo durante la época de lluvias en las barrancas El Coladero, El Cenizo, y Barranca Grande; así como mantos freáticos a poca profundidad.
En el municipio prevalece el clima templado subhúmedo con lluvias en verano. Igualmente la temperatura promedio máxima anual registrada es de 20.7 grados centígrados. Durante el año se observan variaciones en la temperatura que van desde los 0.7 grados centígrados como mínima, hasta los 23.6 grados centígrados como máxima. La precipitación promedio máxima registrada es de 130.7 milímetros y la mínima de 6.9 milímetros.
Por su ubicación geográfica y clima, corresponde al municipio una vegetación compuesta principalmente por bosque de junípero, el cual en la mayoría de los casos se encuentra fuertemente perturbado o bien ha sido desplazado por la agricultura. La especie dominante es el sabino (Juniperus deppena) y cuando la densidad del arbolado es baja, se asocian otras especies de árboles, arbustos y hierbas como por ejemplo: el pirul (Schinus molle), el tepozán (Buddleia cordata), la uña de gato (Mimosa biuncifera), el chicalote blanco (Argemone platyceras), la lengua de vaca (Reseda luteola L.), el maguey pulquero (Agave salmiana), varias especies de nopales (Opuntia spp.), la gobernadora (Brickelia veronicifolia), el abrojo (Adolphia infesta) y el capulín (Prunus serotina), así como el zacate lobero (Lycurus pleoides). Es muy común encontrar este bosque, asociado a elementos propios del matorral xerófito y bosque de encino.
No obstante el crecimiento y expansión acelerada de la mancha urbana, en el municipio todavía es común encontrar algún tipo de fauna silvestre como el conejo (Sylvilagus floridanus), liebre (Lepus californicus), tlacuache (Didelphis marsupialis), tuza, diversos roedores, así como algunas variedades de aves tales como el pato (Anas spp.), aura (Caracara cheriway) y codorniz (Cyrtonix montezumae).
Los componen sus tierras de cultivo agricola y pastos para la cria de ganado.
En el territorio del estado de Tlaxcala, existen suelos tipo cambisoles, litosoles, andosoles, regosoles, gleysoles, fluvisoles, vertisoles, solonchaks, ranker, rendzinas, serosoles e histosoles. En base a ese estudio, se determinó que el municipio de Atlangatepec cuenta con suelos del tipo andosoles, que son de barro semejante al vertisol, con sedimentos de toba de color blanco gris, a menudo recubierto de la capa coluvial arenosa; también cuenta con suelos de tipo cambisoles con horizontes duripan que son el tepetate, gris claro y café amarillento.
Uso actual del suelo: Las unidades de producción rural en Atlangatepec ocupan una superficie de 5 959 hectáreas, que presentan el 2.5 por ciento de la superficie total del estado. De esta extensión, 4 554 hectáreas, representan el 76.4 por ciento de la superficie total de labor. Una superficie de 1 113 hectáreas, esta dedicada a la ganadería, por pastos naturales. Los bosques tienen una superficie máxima de 2 hectáreas y existen 290 hectáreas sin vegetación.
