Về địa lí, phía đông của xã giáp sông Thao, phía bắc giáp thị trấn Sông Thao, phía nam giáp xã Yên Tập, phía tây giáp xã Sơn Tình và xã Tạ Xá. Từ năm 1970, sau trận lũ lịch sử năm 1969, Phú Khê sát nhập thêm làng Phú Động (làng trên đảo giữa sông Hồng của xã Sơn Cương huyện Thanh Ba). Nhân dân Phú Động chuyển cư khỏi đảo, lập làng trên đất Phú Khê và trở thành một thôn của xã Phú Khê. Tháng 1 năm
1996, 33 ha đất của xã Phú Khê được cắt để hợp cùng toàn bộ diện tích xã Đông Phú bên cạnh để lập nên thị trấn sông Thao. Phú Khê là vùng bán sơn địa, vừa có đồi gò và vừa có đồng bằng nên có nhiều rừng và cũng nhiều đồng ruộng.
Đồi, gò Phú Khê chiếm hơn nửa diện tích tự nhiên của xã, trồng nhiều cọ. Với sản lượng khai thác trên 2 triệu tàu lá cọ/năm trong thập niên 1970, Phú Khê là địa phương đứng đầu huyện Cẩm Khê, tỉnh Phú Thọ nói riêng và cả nước nói chung về diện tích rừng cọ. Ngày nay rừng cọ thưa hơn thập niên 60 (thế kỷ XX) nhưng trong rừng cọ đã được trồng xen nhiều loại cây lấy gỗ, cây nguyên liệu cho công nghiệp giấy mà chủ yếu là bạch đàn và keo tai tượng. Là một phần của đồng bằng Cẩm Khê, đồng bằng Phú Khê không rộng và cũng bị chia cắt bởi đồi, gò nhưng màu mỡ, phì nhiêu do phù sa sông Hồng bồi đắp. Tuy nhiên độ san bằng không đều nên ở đây cũng có nhiều hồ, đầm và đồng chiêm trũng. Trước đây (từ thập niên 60 (thế kỷ XX) trở về trước), hàng năm về mùa mưa lũ, nước sông Hồng tràn vào đồng mang theo phù sa và nhiều thuỷ sản. Khi nước rút đi, đồng ruộng thêm phì nhiêu, hồ, đầm thêm nhiều tôm, cá. Bởi vậy mà Phú Khê vừa có nhiều lúa, lại vừa có nguồn thuỷ sản tự nhiên phong phú. Ngày nay, hệ thống đê điều ngăn lũ phát triển, nước sông Hồng không thể tràn vào đồng, diện tích trồng lúa 2 vụ tăng lên, nhưng nguồn thuỷ sản có được chủ yếu là do nuôi trồng. Với lợi thế có nhiều diện tích mặt nước của hồ, đầm và đồng chiêm trũng, Phú Khê rất thuận tiện cho phát triển nuôi trồng thuỷ sản
Ngoài đồng bằng, Phú Khê còn có diện tích khá lớn trồng sắn và hoa màu trên các sườn đồi, xen những gốc cọ. Đây là một hình thức canh tác đặc thù của vùng trung du. Nếu có kế hoạch bảo tồn rừng cọ và kết hợp trồng xen hợp lý các loại cây lấy gỗ, cây nguyên liệu...Phú Khê vừa có tiềm năng phát triển kinh tế rừng vừa có thể mở rộng về du lịch sinh thái.
