Kose vald paikneb 40 km pikkuses osas Tallinna-Tartu maantee ümbruses. Vallas on 5 alevikku ja 58 küla. Valla administratiivne keskus, Kose alevik, asub Tallinnast ca 40 km kaugusel. Kose valla naabriteks on põhjas Saku, Kiili, Rae ja Raasiku vald, idas Järva vald ja Anija vald, lõunas Paide linn ja Türi vald, läänes Rapla vald ja Kohila vald.