El municipi de Torrelameu, d’una extensió de 10,94 km2, és a la part meridional de la comarca, al límit amb el Segrià. El terme s’estén a l’interfluvi de la Noguera Ribagorçana, límit ponentí amb el municipi segrianenc Corbins, i el Segre, termenal de llevant amb Vilanova de la Barca (també del Segrià), poc abans de llur confluència, en territori pla, gairebé tot conreat en regadiu, que aprofita la séquia de Torrelameu, que deriva l’aigua de la Noguera Ribagorçana. Confronta, a més, a tramuntana, pel Pla del Maset, sobre la partida de la Gombalda, amb Albesa, i amb Menàrguens per sota del Pla de les Violes, ja dins aquest municipi. Altres partides són les de la Plana, la Carrerada, Algar i el Pla del Molí. Part del terme municipal és inclòs dins el PEIN de l’Aiguabarreig del Segre-Noguera Ribagorçana.
El terme comprèn únicament el poble de Torrelameu, cap de municipi. L’eix principal de comunicacions és la carretera C-12 entre Lleida i Balaguer, de la qual surt el trencall que porta al poble i que segueix cap a Corbins. El cap de municipi es comunica amb alguns pobles veïns per camins o pistes veïnals, com el que va a Albesa o el de Vilanova de la Barca.