Аэропорт расположен в 17 км к западу от центра Новосибирска — административного центра Новосибирской области и Сибирского федерального округа. Регион, где располагается аэропорт, отличается высоким уровнем экономического развития и максимальной для азиатской части России плотностью населения — в радиусе 500 км от Толмачёво проживает около 9 млн. человек. При этом потребность жителей Сибири в авиаперевозках растет вдвое быстрее, чем в среднем по России.

Благодаря своему выгодному расположению и наличию разветвленной маршрутной сети аэропорт Толмачёво традиционно обслуживает значительное количество пассажиров не только из Новосибирской области, но также из близлежащих регионов — Томской, Кемеровской областей, Алтайского края и Республики Алтай.