Andoain está situado donde comienza el ensanchamiento del Valle del Oria, situado al pie de los montes Belkoain.

El núcleo urbano de Andoain está surcado por numerosas alturas, entre las que destacan al NO., el Buruntza (439 m.), Belkoain (488 m.) y al SO., Usobelartza (647 m.) y el monte Aizkorri (598 m.), éste ya limitando al Sur, donde comienza a ascender el terreno hacia el monte Adarra (817 m.).

Los ríos principales de Andoain son el Leitzaran y el Oria. El primero viene desde Navarra en un valle estrecho y encajonado. El Oria atraviesa el término municipal de Norte a Sur. El término está regado por arroyos y regatas que descienden de las zonas altas para ir a engrosar las aguas de los dos ríos principales.

Hay que destacar un accidente tectónico de importancia dentro del terreno municipal: la llamada escama caliza del Buruntza.

El clima sigue las líneas generales de la provincia de Gipuzkoa, siendo un clima templado oceánico húmedo, con precipitaciones constantes durante todo el año. Aunque no es un municipio costero, al estar situado en el comienzo del ensanchamiento del Valle del Oria y muy cerca ya de la depresión sublitoral gipuzkoana, recibe las influencias del mar, notando una mayor suavidad en las temperaturas. Las temperaturas son moderadas sin producirse grandes oscilaciones de meses calurosos a meses fríos.

La población de Andoain ha ido aumentado paulatinamente hasta 1950, año en que empieza a crecer la población sorprendentemente, y en sólo 25 años aumenta el censo en unas 10.000 personas. Este aspecto no puede ser explicado si no es por la inmigración que desde comienzos del desarrollo económico ha venido a instalarse en el municipio de Andoain. Extremeños, andaluces, castellano-leoneses, gallegos o de las provincias vecinas del País Vasco, llegaron en busca de puesto de trabajo a las fábricas que se fueron estableciendo.

En la actualidad Andoain cuenta con 14.421 habitantes censados a finales de 2.007 y concentra el 4,5% del conjunto de la población de Donostialdea, que asciende a 322.347 habitantes.