Vùng đất Thọ Diên có cảnh quan tự nhiên tương đối. Các cuộc kiến tạo địa chất, tạo sông của tự nhiên đã tạo cho vùng đất này nền địa hình phong phú có đồng ruộng, có sông.

Cảnh quan tự nhiên đã tạo nên một vùng danh thắng và cũng đặt ra nhiều thách thức đối với đời sống con người. Địa hình của xã Thọ Diên tương đối bằng phẳng và có độ dốc nhỏ theo hướng tây bắc - đông nam, là điều kiện thuận lợi cho người dân có thể phát huy tối đa ưu thế của đất để phát triển kinh tế nông nghiệp. Hơn thế nữa, con người Thọ Diên chăm chỉ, cần cù với sự kiến tạo của bàn tay và sức lao động dồi dào đã khiến cho vùng đất này sớm trở thành một vùng đất phì nhiêu, màu mỡ với một cơ cấu kinh tế đa dạng.

* Về thổ nhưỡng

Với địa hình của xã nêu trên, địa chất của xã chủ yếu là sản phẩm bồi tụ của sông Chu và hình thành rõ nét trên sản phẩm phong hóa của các loại đá mẹ Sa Thạch và phiến Thạch. Đất đai Thọ Diên gồm 3 nhóm:

- Nhóm đất phù sa bồi tụ ven sông (Py) phân bố ven sông Chu thuộc đất canh tác trồng hoa màu mùa khô.

- Nhóm đất phù sa không được bồi tụ, bị giây hóa, ngập nước mùa hè phân bố hầu hết trong xã thuộc đất canh tác trồng lúa, hoa màu.

- Nhóm đất xám Feralit vàng đỏ vùng đồi ở phía Tây Nam giáp xã Thọ Lâm, Xuân Hưng phù hợp trồng cây lâm nghiệp, cây ăn quả.

Theo số liệu thống kê của Phòng tài nguyên Môi trường và Địa chí huyện Thọ Xuân cho thấy, “ Thọ Diên có diện tích tự nhiên là 416,59ha, trong đó đất nông nghiệp 263,75ha; đất phi nông nghiệp 149,00ha; đất chưa sử dụng là 3,84ha. Dân số Thọ Diên có 1.472 hộ với 6.791 nhân khẩu”(số liệu năm 2016). Đây là một trong những xã lớn của huyện (cả về dân số và đất đai) [Địa chí Thọ Xuân,tr.]

Nguồn nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp chủ yếu được cung cấp bởi nguồn nước sông Chu qua hệ thống tưới của đập Thủy Nông Bái Thượng. Nước sinh hoạt của nhân dân lấy từ hệ thống giếng khoan và giếng khơi.

Trên nền khí hậu chung của xứ Thanh, Thọ Diên là vùng có khí hậu ôn hòa, thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình năm là 23,60C. Mùa hè nóng, mùa đông lạnh. Những ngày nóng diễn ra trong tháng 6, ngày nóng nhất lên tới 390C, ngày lạnh nhất vào tháng 12, có những năm dưới 90. Mùa hè trung bình vào khoảng 28 - 300C, mùa đông trung bình 250C, năm cao nhất 270C. Tháng 12 năm 2007 và tháng 01 năm 2008, nhiệt độ xuống 90C. Độ ẩm trung bình 86%, cao nhất 96% và thấp nhất là 67%.

Hằng năm, có hai mùa thay đổi. Mùa đông có gió mùa Đông Bắc thường rét khô và hanh, thổi từ tháng 9 đến tháng 12 âm lịch.Mùa hè có gió mùa Đông Nam thổi từ tháng 4 đến tháng 8, đưa hơi nước từ biển vào làm khí hậu mát mẻ và có mưa. Mùa hè còn có gió Tây Nam (gió Lào) thường xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 7 gây nóng và khô hạn, thời gian gió Tây 12 - 15 ngày, đợt dài 5 - 6 ngày (gió này ảnh hưởng đến lúa Xuân, ngô gieo trồng muộn).

Hướng gió thịnh hành là Đông và Đông Nam, tốc độ trung bình 1,3m/s, lớn nhất là 20m/s. Từ tháng 7 đến tháng 10 thường có bão đổ bộ từ biển vào, tốc độ gió thường ở cấp 6 - 7, cá biệt có trận cấp 9 - 10, kèm theo mưa ta, gây tác hại đến cây trồng và các công tình kiến trúc.

Lượng mưa trung bình trên dưới 1.800mm, năm cao nhất 2.947mm (1925), năm thấp nhất 1.459mm (1936), tháng mưa cao nhất là tháng 9, có những năm đến 15 ngày mưa. Từ tháng 6 đến tháng 10 là mùa mưa chính, chiếm 85% lượng mưa của cả năm, đây là giai đoạn thường gây ra lũ lụt. Từ tháng 2 đến tháng 5 là mùa khô. Tổng lượng nước vào các tháng này khoảng 105 - 108mm, bằng 10 - 15% lượng mưa cả năm.

Số ngày có sương mù trong năm từ 21 - 26 ngày, thường xuất hiện tập trung vào các tháng 10,11 và tháng 12, có tác dụng tăng thêm độ ẩm cho không khí và mặt đất.

Với lượng mưa và nhiệt độ như vậy, Thọ Diên có đủ điều kiện thuận lợi để phát triển cây mía, ngô, đậu, lạc.

Nhờ có sự thuận lợi về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên phong phú, sông ngòi cộng thêm sự cần cù chăm chỉ, óc sáng tạo không ngừng của con người Thọ Diên đã làm cho vùng đất này sớm trở thành vùng phát triển trù phú, dân cư đông đúc, có vị trí quan trọng đối với lịch sử của xứ Thanh.

* Sông ngòi

Thọ Diên còn có đường thủy chạy qua trên sông Chu. Trong lịch sử, con sông này đóng vai trò quan trọng đối với sự hình thành và phát triển của cư dân Thọ Xuân nói chung và Thọ Diên nói riêng. Sông Chu xưa gọi là Lương Giang. Lương Giang còn có tên là Sông Sủ. Khi người Pháp cai trị đã thiết kế xây dựng đập Bái Thượng năm 1898, tiếng Pháp không có chữ Sủ, đã phiên âm Sủ thành Chu (chữ H câm). Tên sông Chu có từ đấy. 

Khi viết về sông Lương, sách “Đại Nam nhất thống chí” nêu khá rõ ràng: “Sông Lương: ở cách huyện Thụy Nguyên 10 dặm về phía Tây, có ba nguồn: Một nguồn từ sông Cao thuộc huyện Lang Chánh chảy đến; một nguồn từ sông Đặt thuộc huyện Thường Xuân chảy đến; một nguồn từ sông Âm thuộc châu Quan Hóa chảy đến” [ Đại Nam nhất thống chí, tr 235]. Sông có chiều dài 325 km, phát nguyên từ cao nguyên Sầm Nưa (Lào) trên độ cao 1.100m rồi trườn mình theo hướng tây bắc - đông nam, đến Mường Hinh, Nghệ An thì chuyển sang hướng tây đông để chảy qua các huyện Thường Xuân, Thọ Xuân, Thiệu Hóa rồi nhập vào sông Mã ở Ngã Ba Đầu (hay còn gọi là Ngã Ba Giàng). 

Phần sông chảy qua Việt Nam dài 145km và phần chảy qua địa phận huyện Thọ Xuân từ đầu huyện đến cuối huyện dài 29,4 km. Lưu lượng nước trung bình năm 25m3/s, mức nước lớn nhất 15,45m (địa chí thọ Xuân, tr 39)

Sông Chu chảy qua Thọ Diên tạo thành đường ranh giới với xã Xuân Thiên vốn là đường giao thông thủy rất thuận lợi. Trên dòng sông Chu người xưa đi lại tấp nập như trên bộ. Trên dòng sông thuyền bè xuôi ngược đem theo cá mắm, muối...và sản phẩm của miền xuôi lên chợ Đường. Rồi cũng trên dòng sông này gỗ nứa, chè, măng... của miền ngược xuôi dòng về với thành phố Thanh Hóa, Quảng Xương, Hoằng Hóa...

Sinh hoạt trên dòng sông Chu cũng tạo cho người Thọ Diên nếp sống sông nước: tắm sông, uống nước sông, đêm nằm nghe giọng hò của đò Giàng, đò Hới. Nhiều người đi buôn bán với vùng xuôi, vùng ngược, vào Nam ra Bắc. Nghe nhịp dập của con đò, người đi buôn mang hàng ra đã có người giúp bày lên khoang thuyền gọn gàng. Bán hàng, mua hàng xong lại ngược dòng trở về. Trên dòng sông này, các vua Lê Thái Tổ, Lê Thánh Tông... cũng đã từng xuôi ngược về thăm đất tổ Lam Sơn.

Trên dòng sông Chu, Thực dân Pháp đã xây dựng đập Thủy nông Bái Thượng. Trên hữu ngạn và nối liền với con đập là cống 7 cửa để tháo nước thừa vào âu với vận tốc 4m3/giây để chảy vào con kênh. Kênh này sau khi chảy qua đồi Mục Sơn và ở bên hữu của phủ lỵ Thọ Xuân thành hai nhánh theo đường chỏm. Kênh Bắc chạy qua Thiệu Hóa, Đông Sơn cho tới tận Thanh Hóa. Kênh Nam ở Nông Cống chảy sát ranh giới phía Tây châu thổ và cùng đến sông Yên ở gần ga Thị Long. Cả hai con kênh dài 110 km đã dẫn nước vào các chi giang mà lưu lượng nước được điều chỉnh bởi những cửa cống rồi đến các mương, máng nhỏ chạy thẳng vào các cánh đồng (các máng nhỏ là do dân các địa phương tự làm theo sự hướng dẫn của các nhân viên sở Công chính trong nhiều năm), đã đưa tổng chiều dài của toàn bộ hệ thống cung cấp nước tưới lên con số 2.135 km, đã đảm bảo tưới nước cho trên 60.000ha đất canh tác ở 6 huyện trong tỉnh.

 Nhờ hệ thống gần 3km Nông Giang mà ruộng đất Thọ Diên từ một vụ bấp bệnh thành hai vụ ăn chắc.

Từ xưa tới nay, sông Chu luôn đóng vai trò quan trọng về nhiều mặt đối với vùng đất Thọ Diên nói riêng và huyện Thọ Xuân nói chung. Sông Chu đã tạo ra cho làng quê nơi đây một khu vực đồng bằng phù sa rộng lớn vào bậc nhất của xứ Thanh. Trong bề dày thời gian, trong chiều sâu lịch sử, dòng sông đã trở thành con đường đưa các dòng họ và các dòng người từ nhiều địa phương đến đây khai phá, lập nghiệp, dựng nên làng, nên xóm. Chính dòng sông này đã tạo ra sự giao lưu, hội nhập về văn hóa, kinh tế với các vùng miền khác một cách thuận lợi. Vì thế mà vùng đất này đời nối đời phát triển trở thành một vùng quê giàu đẹp của xứ Thanh với ruộng đồng bát ngát và bãi mầu xanh biếc.

Như vậy, có thể nói rằng ngay từ rất sớm thiên nhiên đã ban tặng cho vùng đất Thọ Xuân nói chung và Thọ Diên nói riêng một dòng sông tự nhiên, không chỉ tạo thành một tuyến giao thông đường thủy thuận lợi mà còn có tác động rất lớn đối với việc định cư lâu dài của con người. Con sông có vai trò quan trọng, tác động đến nhiều lĩnh vực đời sống của một làng quê, tạo nên một vùng trên bến dưới thuyền tấp nập.

* Giao thông 

Từ Thọ Diên theo đường 47C lên gặp đường Hồ Chí Minh, từ đây vào Nam ra Bắc đều thuận lợi. Đi Hà Nội 150 km, Nghệ An 100 km đều rất dễ dàng. Từ đây có đường nhựa qua Ngọc Lặc, Lang Chánh, Quan Hóa, Quan Sơn...để qua Sơn La, Điện Biên Phủ hoặc lên Na Mèo đều dễ dàng.

Do cấu tạo về địa hình của xã là vùng đồng bằng cho nên nhìn chung địa hình Thọ Diên tương đối thuận lợi cho sản xuất và sinh hoạt. Khí hậu, thời tiết, đất đai phù hợp cho nhiều loại cây trồng, vật nuôi sinh trưởng và phát triển. Xã có đường Quốc lộ 47 chạy qua nối liền giữa các vùng miền trong và tỉnh rất thuận tiện để thông thương trao đổi sản phẩm hàng hóa. Xã có sông Chu chảy qua có khả năng phục vụ vận tải thủy và cung cấp nguồn nước tưới cho sản xuất nông nghiệp. Môi trường đất, không khí còn tương đối trong sạch đảm bảo môi trường sống của người dân.

* Làng nghề truyền thống làm bánh Gai

Sản phẩm bánh Gai Tứ Trụ có nguồn gốc đã trên 600 năm. Từ khi Lê Lợi giành thắng lợi trong cuộc kháng chiến chống quân Minh, Lam Kinh được coi là Kinh đô thứ hai của nước ta thời bấy giờ vì vậy mà Lam kinh và các vùng lân cận được xây dựng sầm uất. Xã Thọ Diên lúc bấy giờ có tên là Đa Mỹ Phường nằm trong vùng vệ tinh của kinh đô thứ hai nơi đây thời đó vô cùng sầm uất, nhộn nhịp trên bến dưới thuyền, đã tụ họp tất cả các nghệ nhân, các nghề: Thủ công, mỹ nghệ, cách làm bánh, cỗ dâng vua. Trong đó có một loại bánh vô cùng thơm ngon còn truyền lại đến bây giờ đó là: “Bánh gai”.

Người dân làm ra loại bánh thơm ngon đó thuộc làng Thịnh Mỹ, tên làng do vua Lê Lợi đặt cũng vì do phong cảnh tươi đẹp sầm uất lúc bấy giờ của làng. Làng còn có tên gọi khác là làng Mía, ngày nay để gọi tên loại bánh thơm ngon đó người ta hay gắn với cái tên “Bánh gai Tứ Trụ”.

Với vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên của Thọ Diên rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp phát triển. Bên cạnh đó, xã Thọ Diên lại nằm gần trung tâm huyện, là vùng vệ tinh của khu di tích Lam Kinh đã được công nhận là di tích đặc biệt cấp Quốc gia, có đường thủy, đường bộ thông thương thuận lợi với mọi miền trong tỉnh và cả nước. Con người Thọ Diên trong suốt chiều dài lịch sử đã khai thiên, lập địa, xây ấp dựng làng, lập nghiệp, cần cù, chịu khó, giàu lòng yêu nước và giác ngộ cách mạng, đã vượt qua mọi khó khăn như hạn hán, thiên tai, bão lụt, diệt giặc đói, giặc dốt, giặc ngoại xâm vươn lên xây dựng cuộc sống mới để có thêm một diện mạo ngày càng đổi mới.