Місто розташоване в центрі Бугульмінсько-Белебєєвської піднесеності на березі річки Усень. Своїм виникненням зобов'язаний прокладці в цьому краю в 1912 році залізничної гілки, найкоротшим шляхом, що з'єднала Поволжя і центр Башкирії. Пізніше додалися ділянка «Самара — Уфа — Челябінськ» федеральної автомагістралі М5 і система трубопроводів, які перетворили Туймази в могутній транспортний вузол.