Xã có diện tích tự nhiên 6.624,8ha. Trong đó: Đất nông nghiệp là 693,86ha, đất lâm nghiệp 4.833,95ha, đất nuôi trồng thủy sản 26,22ha, đất thổ cư 250,14ha, đất giao thông 38,7ha; sông suối 240,59ha, đất chuyên dùng 94,62ha, đất nghĩa trang, nghĩa địa 55,86ha, đất chưa sử dụng 429,56 ha ( đất núi đá không có rừng).

Về địa hình và cấu trúc địa tầng, Thiết Ống nằm trong vùng thung lũng, xung quanh đều lànúi. Phía Tây có dãy núi Pù Đền, phía Đông có núi Mốc, phía Nam có dãy núi Pù Mùn - Lang Chánh. Trong đó, hai dãy núi đá vôi lớn nằm ở phía Tây - Tây Bắc của xã có rất nhiều hang động, đây là nơi có vị thế chiến lược quân sự và nơi cất giấu vũ khí, trong đó, Hang làng Cú, Cu Cốc là nơi trú ẩn cuối đời của thầy nghè Tống Duy Tân. Xã có Hang Roong thuộc thôn Cốc được công nhận di tích cấp tỉnh. Hiện nay, các vùng núi đá vôi đang được khai thác hợp lý để phục vụ các công trình cơ bản như: Nhà cửa, cầu cống, mương đập trên địa bàn và các nơi lân cận.

Xã nằm trong vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm. Tuy nhiên, xã Thiết Ống có khí hậu khá đặc biệt không giống nhau giữa các vùng trong xã, khi các vùng ngoài dãy núi có mưa thì vùng trong thung lũng úng lại không mưa,có khi trong thung lũng có mưa thì vùng ngoài lại không mưa. Bên cạnh đó, ở những nơi códãynúichắn thì mưa giông lốc thường xảy ra cục bộgâynguy hiểm cho tính mạng, tàisản của người dân. Hàng năm, mưa lũ vùng cao dồn nước xuống thung lũng đã gây hiện tượng úng ngập, thậm chí có thời điểm nước sông dâng cao từ 5 - 15m, ngập 1/3 diện tích toàn xã.

Xã có dòng sông Mã chảy qua, chia cắt xã thành 2 bên sông với chiều dài khoảng 5km. Sông Mã bắt nguồn từ phía Nam tỉnh Điện Biên chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam qua huyện Sông Mã của tỉnh Sơn La, qua lãnh thổ Lào, rồi tới tỉnh Thanh Hóa. Tại Thanh Hóa, sông tiếp tục giữ hướng Tây Bắc - Đông Nam chảy qua các huyện phía Bắc của tỉnh rồi chảy qua địa phận huyện Bá Thước. Trung tâm xã nằm tiếp giáp cung ngoài của vòng cung khúc sông tạo thành nhiều thác như: Thác Chiềng, thác Mực, thác Suội, trong đó nổi tiếng nhất thác sông Mã là thác Suội, thứ hai là thác Cả và thứ ba là thác Long. Những dòng thác này vào mùa mưa nước lớn rất nguy hiểm. Ngoài ra, xã còn có nhiềucon suối lớn. điển hình có Suối Hang còngọi làsuối Nga. Suối nàybắt nguồn từ làng Hang chạy dài 8km qua làng Trệch, Cú, Đô, Thuý, Dốc, Nga rồi chảy ra sông Mã; Suối từ đồi Sên, đồi Khóm giáp Văn Nho chảy qua Cu Cốc ra cửa sông làng Chiềng gọi là Hón Sui; Suối Làng Đàng chảy qua thác Suội ra gọi là hón Suội. Xãcòncó một số suối nhỏ như: Suối Đống (làng Chiết), Suối Chan (làng Cỏi), hang Dơi (làng Sặng), song phần lớn là suối cạn không có nguồn nước mà chỉ khi đến mùa lũ mới có nước lũ lụt chảy cuốn trôi tắc đường giao thông và sạt lở đất đá ảnh hưởng lớn đến đời sống người dân.

Về hạ tầng cơ sở và giao thông, xã Thiết Ống có Quốc lộ 15A và 217 chạy qua. Trải qua quá trình hình thành chòm, bản hàng ngàn năm. Người dân vừa khai phá đất đai, vừa đấu tranh với thiên tai, giặc ngoại xâm để bảo tồn và phát triển cuộc sống, hệ thống cơ sở hạ tầng đang được đầu tư hoàn thiện tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho việc đi lại, lưu thông hàng hóa và phát triển kinh tế - xã hội. Tại địa điểm ngã ba 2 tuyến đường Quốc lộ giao thông đi tỉnh lân cận và nước bạn Lào, mọi sản phẩm hàng hóa từ rau, măng củ, quả, dao, rựa, cuốc, xẻng, lâm sản của người dân đều được đưa ra thị trường. Tại đây có 2 chợ phiên, một chợ ngày chẵn vào thứ 2 - 4 - 6 - chủ nhật, chợ phiên lẻ thứ 3-5-7 của 2 điểm ngã ba đường 217 và đường 15B, người dân thường gọi là chợ ngã ba trên và ngã ba dưới.

Tóm lại, những điều kiện về kinh tế - xã hội mà Thiết Ống đang có được là một lợi thế rất lớn để xã tiếp tục thực hiện các nhiệm vụ kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội, quốc phòng - an ninh trong những năm tiếp theo. Đặc biệt là hoàn thành mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa, xây dựng quê hương ngày càng giàu đẹp, văn minh.

Thiết Ống trước kia là Mường Ống, người Mường Ống có rất sớm so với lịch sử Việt Nam, từ sau thời đồ đá cũ có người ở Mường Ai (Hang Mái, Đá Điều) thì các di chỉ Mường Ống. Đồng thời, đây cũng là cái nôi dệt thổ cẩm của người Mường (cạp váy Mường) ở đất Mường Ống. Theo sử thi “Đẻ đất đẻ nước” thì khi bắn được con Moong Lồ, nhóm người Mường (Mường Ống) đã đến tiếp cận trước để lấy được phần da của con Moong Lồ, hoa văn của lông con thú có hoa lồ (hoa) để lấy làm hoa văn thêu dệt là loại hoa văn có sắc màu, đường nét đặc sắc để nhóm người Mường dệt Cạp váy trang trí của bộ trang phục người phụ nữ Mường, loại hoa văn này chỉ có ở nhóm người Mường Ống mới có. Chứng tỏ rằng người Mường Ống là dòng người nguyên thủy, không phải dòng người di cư đến cư trú, khai hoang, khai Mường. Người Mường Ống thuộc nhóm người Mường trong (Mường Thanh Hóa) có quan hệ với nền văn hóa núi Đọ.

Từ buổi đầu, người Mường Ống sống từng vùng chưa có tên, chu chương mường bản, chưa có ông cai quản còn thuộc làng Ca Da kéo dài từ vùng Mường Éng, Mường Lè, qua Poọng xuống vùng Hồi Xuân. Theo sự tích Mường Ca Da, Mường Ống là làng ở cạnh nhà vua Thủy Tề đã lấy con gái nhà ông Mường là Mường Húng, Mường Hương sau ông Mường Húng, Mường Hương qua đời không có người Cai Mường trên trời Mường Thén (Mường Thanh) đã cho người trôi sông xuống để làm Cai Mường thì gọi là ông Ca Da (con quạ tra thuốc). Từ đó đặt tên là Mường Ca Da, sau này gọi là Mường Ngoại (Mường Ôống (Ông) ngày nay).

Thời kỳ Văn Lang, địa bàn huyện Bá Thước nằm trong bộ Cửu Chân của nước Văn Lang. Đến thời kỳ Bắc thuộc (từ thế kỷ I đến thế kỷ X), tên quận thay đổi, huyện Bá Thước nằm trong huyện Đô Lung (đời vua Hán Vũ Đế), huyện Vô Biên (thời Đông Hán), huyện Cát Lung (thời Tề), thuộc quận Cửu Chân.

Thời Lý - Trần - Lê, đất bá Thước thuộc huyện Lỗi Giang. Thời hậu Lê, Bá Thước thuộc huyện Quảng Bình.

Đến cuối triều Lê, đầu triều Nguyễn vùng đất này chủ yếu thuộc huyện Cẩm Thủy, gồm 9 tổng, trong đó:

Tổng Điền Lư: gồm 7 xã là Phụng Thượng, Thạch Lư, Sơn Hạ, Bàn Đào, Quang Ấm, Điền Thượng, Điền Hạ.

Tổng Sa Lung gồm có 7 xã là: Nội Sa, Giáp Nội, Ngoại Sa, Lâm Xa, Ái Thượng, Ái Hạ, Ái Trung.

Tổng Cổ Lũng gồm 10 xã là: Cổ Lũng, Lũng Cốc, Lũng Vân, Lũng Tiềm, Lũng Niêm, Vũ Lao, Vũ Lang, Lũng Bố, Lũng Cao, La Khán.

Tổng Thiết Ống lúc này có 6 xã là: Thiết Ống, Thiết Kế, Thiết Chính, Thiết Trà, Kỷ Thọ và Kỷ Luật. Đến năm Thành Thái thứ 14 (1902), tách tổng Cổ Lũng lệ vào châu Quan Hóa, tổng Thiết Ống vào châu Lang Chánh. Lúc này, xã Thiết Ống thuộc Lang Chánh. Năm Khải Định thứ 13 (1928), ngày 3/8, triều đình nhà Nguyễn cắt 4 tổng gồm Điền Lư, Sa Lung, Cổ Lũng, Thiết Ống thành lập châu Tân Hóa gồm 20 xã và 221 chòm, bản. Thời kỳ này, tổng Thiết Ống có 6 xã.

Sau Cách mạng tháng 8 năm 1945, Ủy ban hành chính quyết định đổi tên châu Tân Hóa thành châu Bá Thước[1]. Bãi bỏ cấp tổng thành lập cấp xã, lúc này châu có 7 xã là: Quốc Thành, Ban Công, Long Vân, Hồ Điền, Quý Lương, Thiết Ống, Văn Nho. Xã Thiết Ống ổn định từ đó cho đến ngày nay.

Ngày 25/3/1948, Chủ tịch nước Việt Nam dân chủ cộng hoà (nay là nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam) ký Sắc lệnh 148-SL về việc bãi bỏ các danh từ phủ, châu, quận đổi thành huyện, châu Bá Thước thành cấp hành chính huyện Bá Thước. Lúc này, huyện có 7 xã: Hồ Điền, Long Vân, Ban Công, Quốc Thành, Văn Nho, Thiết Ống, Quý Lương.

Trước năm 1964, xã Thiết Ống có 15 chòm, bản. Từ năm 1964, thành lập 1 thôn và Hợp tác xã thủ công, Thiết Ống lúc này có thêm 16 thôn. Đến tháng 6/1979, có 100 hộ dân ở xã Tiến Lộc, huyện Hậu Lộc lên đây làm kinh tế mới và thành lập 1 thôn, xã Thiết Ống có 17 thôn. Tháng 8/2007, phố Đồng Tâm tách ra là phố Đồng Tâm 1, Đồng Tâm 2 và Đồng Tâm 3. Do vậy, xã Thiết Ống có 19 thôn, phố gồm: Thôn Hang, thôn Hệch, thôn Cú, thôn Thúy, thôn Đô, thôn Thành Công, thôn Sặng, thôn Liên Thành, thôn Chun, thôn Quyết Thắng, thôn Nán, thôn Suội, thôn Thiết Giang, thôn Chiềng, thôn Cốc, phố Đồng Tâm 1, phố Đồng Tâm 2, phố Đồng Tâm 3 và phố Bá Lộc.
Thiết Ống là một xã có bề dày lịch sử hình thành và phát triển, cho đến nay xã Thiết Ống vẫn giữ được nhiều truyền thống văn hóa có giá trị và ngày càng phát triển một cách hoàn thiện hơn.