Тайшет располагается в правобережной долине реки Бирюсы, между ее небольшими правыми притоками — Тайшеткой и Акульшеткой. Окружен лесами. В окрестностях имеются земельные участки, освоенные для сельскохозяйственной деятельности. В поймах близлежащих речек встречаются заболоченные земли. К югу от Тайшета начинаются холмистые возвышенности отрогов Саянского горного массива. Сам город находится в пределах Тайшетской предгорной равнины на высоте 302 м над уровнем моря.