芽室町は、道中南部にあり、東から南は帯広市、西は日高町、西北は清水町、北は音更町、 鹿追町に接する。
 JR根室本線、国道38号が通じ、道東自動車道芽室インターチェンジ、帯広広尾自動車道芽室帯広インターチェンジがある。
 十勝平野の一部を占める。町域は十勝川沖積地と、標高80~200mの火山灰に覆われた洪積台地からなり、十勝地方の代表的畑作・酪農地帯となっている。日高山脈を頂点として十勝川に向って緩傾斜をなし、河成段丘が発達。日高山系の分水嶺をその源とする美生川と芽室川、そして市街地の北部を東西に十勝川が流れており、渋山川は芽室川に合流するほか、ビバウシ川及びシブサラビバウシ川の小流は、いずれも町の中央部を西から東に流れる十勝川に合流する。市街地は碁盤状の整然とした街路体系をなしている。
 1942年(昭和17)町制施行。町名はアイヌ語の「メムオロ」(池から流れている川の意)に由来。
 主要農作物はサトウダイコン(テンサイ)、ジャガイモ、豆類、小麦、スイートコーンで、乳牛は約6800頭。肉用牛飼育や養豚などの畜産も多い。日本を代表する機械化農業地帯でもあり、国道沿いにはトラクターのディーラーや農作機械のメーカーが並ぶ。機械器具、食品などの工業も行われ、東洋一といわれる精糖工場がある。
 十勝平野を一望できる新嵐山展望台、芽室公園、花菖蒲園、歴史ある農家住宅の松久園の母屋、巨大じゃがいもアート館、明治なるほどファクトリー十勝などがある。

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