Die Ortsgemeinde liegt im Naturpark Rhein-Westerwald östlich von Rengsdorf. Zu Thalhausen gehören auch die am Iserbach liegenden Wohnplätze Mühlenhof und Thalhauser Mühle. Der Ort gehört zum Kirchspiel Anhausen und bis 1806 zur Grafschaft Wied bzw. seit 1784 zum Fürstentum Wied-Neuwied. Thalhausen liegt 280 m ü. NHN auf einer Fläche von 3,66 km². Östlich der Gemeinde verläuft die Bundesstraße 413, die von Koblenz nach Hachenburg führt.
Die Verbandsgemeindeverwaltung Rengsdorf-Waldbreitbach führt die Verwaltungsgeschäfte der Ortsgemeinde aus.
