Sognet omfatter Stjørdalshalsen og de nærmeste bygdelagene rundt. Stjørdalshalsen, ofte bare kalt Stjørdal, har vokst frem til et lite bysamfunn. Stjørdalshalsen ligger mellom Stjørdalselva og Gråelvas utløp i Stjørdalsfjorden, en arm av Trondheimsfjorden. Elvesletten er flat, og landskapet i resten av sognet er mest ås- og myrlendt opp til ca. 300 moh. På det meste rundt 6,5 km nord–sør, 12 km øst–vest, i alt et areal i overkant av 50 km². Stjørdal er det minste sognet i areal i Stjørdal kommune, men til gjengjeld det mest tettbygde og folkerike. Stjørdal sogn svarer grovt sett til delområdene Stjørdal og Stjørdalshalsen i Stjørdal kommune for statistiske formål. Den 1. januar 2019 hadde de to delområdene til sammen 14 404 innbyggere.