Petőfibánya Heves megye nyugati felében, a Zagyva-folyó völgyében, Hatvantól 16 km-re északra fekvő település.
Éghajlata mérsékelten hűvös, mérsékelten száraz. A csapadék évi összege 560-580 mm, az évi középhőmérséklet 9,8-10 ˚C, az évi napsütéses órák száma 1910. Leggyakrabban északi és déli szelek fújnak.
Területe a Zagyva aszimmetrikus patakvölgyében fekszik. A vidék legnagyobb tengerszint feletti magassága a 240 m-t nem haladja túl. Gyenge szeizmicitású terület. Természetes vizekben szegény. A talajvíz 4m mélységben található, kemény, kémiai típusa kalcium-magnézium-hidrogénkarbonátos, helyenként nátrium- és szulfáttartalommal. Az artézi kutak száma nagy.
Természetes növényzetét puha- és keményfás ligeterdők, és magaskórós társulások alkotják.
Jellemző növényei a szőrfű, a tárnicsfélék, a pirosló hunyor és a bogáncs.
Erdőterülete 4-5%, talaja réti öntéstalaj és agyagbemosódásos barna erdőtalaj.
Állatai kisvadak és madárfajok.
Megközelíthető közúton: az M3-as autópályán Hatvan után a 21-es úton Lőrincin keresztül Selypnél kelet felé fordulva. A legközelebbi vasútállomás a Hatvan-Salgótarjáni vasútvonalon Lőrinci.
A község a Hatvan-Lőrinci statisztikai körzetben helyezkedik el.
