Ο Θαυμακός είναι ημιορεινός οικισμός, κτισμένος με βορεινό προσανατολισμό, στους πρόποδες της Όρθρυος. Πολύ κοντά στον οικισμό βρίσκονται τα ερείπια των αρχαίων Θαυμακών και συγκεκριμένα, 1 χλμ ανατολικά όπου παλιότερα λειτουργούσε συγκρότημα με 7 νερόμυλους. Σύμφωνα με γραπτές πηγές στη θέση αυτή υπήρχε ιερό της Θεάς Αρτέμιδος. Την περίοδο της Τουρκοκρατίας ο οικισμός ονομαζόταν “Σκάρμιτσα” και το 1881 (οπότε και απελευθερώθηκε η Θεσσαλία από τους Τούρκους) εντάχθηκε από κοινού με άλλους οικισμούς στον Δήμο Θαυμακών με έδρα το Δομοκό. Από τον τελευταίο απέχει μόλις 3 χλμ, ενώ από το Νέο Μοναστήρι απέχει 11 χλμ. Σήμερα είναι ο πρώτος κατά σειρά από τους 4 χωροθετημένους οικισμούς της Δημοτικής Ενότητας Θεσσαλιώτιδας που είναι χωροθετημένοι στον επαρχιακό οδικό άξονα προς Λεοντάρι Καρδίτσας. Ωστόσο υπάρχει δρόμος δυτικά του Θαυμακού, με κατεύθυνση πρός νότο που συνέδεε από παλιά τον οικισμό με την πόλη του Δομοκού.
Η σιδηροδρομική γραμμή διασχίζει τον πολεοδομικό ιστό στο βόρειο τμήμα αυτού και ο ομώνυμος σταθμός Θαυμακού, βρίσκεται επίσης μέσα στον οικισμό. Στεγάζεται σε κτίσμα που χρονολογείται από το 1925 (κλασικής τυπολογίας κτιρίων του ΣΕΚ τότε, ΟΣΕ σήμερα) που κατασκευάστηκαν στα τέλη του 19ου, αρχές του 20ου αιώνα.
Στο κέντρο του οικισμού βρίσκεται η αξιόλογη ενοριακή εκκλησία, στον περίβολο της οποίας σώζονται δύο στρόγγυλοι μαρμάρινοι κίονες, ενώ στο μέσο περίπου της απόστασης μεταξύ των οικισμών Θαυμακού – Δομοκού, ανατολικά του δρόμου που συνδέει τους δύο οικισμούς, βρίσκεται η παλιά Μονή Αγ.Κωνσταντίνου (Τσατάλι) που γνώρισε μεγάλη άκμη στη περίοδο της Τουρκοκρατίας. Αξιόλογη είναι η προσπάθεια του Συλλόγου Απανταχού “Θαυμακιωτών” στη διατήρηση και ενίσχυση της παράδοσης του τόπου τους.