Thurleigh er lokalisert rundt 10 km nord for grevskapsbyen Bedford. Foruten landsbyens sentrum, er sognet spredt utover fem «Ends», lokal språkbruk for en grend: Church End, Cross End, Scald End, Backnoe End og Park End, som til sammen dekker et område på rundt 15.5 km². Landet består av bølgende blokkleire (moreneleire) som streker seg fra rundt 60 til rundt 84 moh. En elv går sørover gjennom sognet og danner en dal som skjærer seg gjennom den underliggende oxfordleiren. Landsbygda rundt landsbyen er hovedsakelig benyttet for åkerbruk.