El nombre de 'El Arenal' se debe a que en este lugar abunda la arena, aunque no se conoce su nombre náhuatl en otomí la población fue designada como 'Mohmu' que significa montón de arena.^{[nota 2]}​^[15]​^[16]​

En cuanto a fisiografía se encuentra en las provincias Eje Neovolcánico (99.0%) y Sierra Madre Oriental (1.0%); dentro de la subprovincia de Llanuras y Sierras de Querétaro e Hidalgo (99.0%) y Carso Huasteco (1.0%).^[4]​ Su territorio es sierra (68.0%) y llanura (32.0%).^[4]​ Una de sus principales elevaciones es Los Frailes que llegan a semejar grandes cactus y figuras que parecieran enigmáticos frailes cubiertos por sus hábitos.^[17]​

En cuanto a su geología corresponde al periodo neógeno (84.0%) y cuaternario (6.73%).^[4]​ Con rocas tipo ígnea extrusiva: volcanoclástico (57.0%), brecha volcánica ácida (11.0%), basalto -brecha volcánica básica (8.0%) y andesita - brecha volcánica intermedia (7.0%) y toba ácida (1.0); Suelo: aluvial (6.73%).^[4]​ En cuanto a edafología el suelo dominante es phaeozem (65.73%), cambisol (15.0%), leptosol (5.0%) y regosol (5.0%).^[4]​

En lo que respecta a la hidrología se encuentra posicionado en la región hidrológica del Pánuco; en la cuenca del río Moctezuma; dentro de la subcuenca río Actopan (83.0%) y río Amajac (17.0%).^[4]​

El territorio municipal se encuentran los siguientes climas con su respectivo porcentaje: Templado subhúmedo con lluvias en verano, de menor humedad (54.0%), semiseco templado (38.0%), templado subhúmedo con lluvias en verano, de humedad media (6.0%) y templado subhúmedo con lluvias en verano, de mayor humedad (2.0%).^[4]​

Se presenta un clima templado-frío, con una temperatura climatológica media anual de 16 °C con una precipitación total anual de 650 milímetros y un periodo de lluvias de junio a septiembre.^[12]​^[13]​

La flora está formada principalmente de matorrales, maguey, nopal, huisache, cactus, maíz, cebada, órgano, garambullo, biznaga, pitaya, mezquite y árboles como durazno, higo, granada, nuez y aguacate.^[12]​^[13]​ La fauna son conejo, armadillo, lagartija, ratón de campo, camaleón, tlacuache, tuza, liebre, víbora, águila, gavilán, zopilote y ardilla.^[12]​^[13]​

De acuerdo a los resultados que presentó el Censo Población y Vivienda 2020 del INEGI, el municipio cuenta con un total de 19 836 habitantes, siendo 9575 hombres y 10 261 mujeres.^[18]​^[19]​ Tiene una densidad de 144.2 hab/km², la mitad de la población tiene 28 años o menos, existen 93 hombres por cada 100 mujeres.^[19]​

El porcentaje de población que habla lengua indígena es de 1.45 %,^{[nota 3]}​ y el porcentaje de población que se considera afromexicana o afrodescendiente es de 0.49 %.^[19]​ Tiene una Tasa de alfabetización de 99.1 % en la población de 15 a 24 años, de 94.3 % en la población de 25 años y más.^[19]​ El porcentaje de población según nivel de escolaridad,^{[nota 4]}​ es de 3.4 % sin escolaridad, el 62.8 % con educación básica, el 22.0 % con educación media superior, el 11.6 % con educación superior, y 0.2 % no especificado.^[19]​

El porcentaje de población afiliada a servicios de salud es de 63.8 %.^{[nota 5]}​ El 28.3 % se encuentra afiliada al IMSS, el 64.0 % al INSABI, el 6.5 % al ISSSTE, 0.8 % IMSS Bienestar, 0.3 % a las dependencias de salud de PEMEX, Defensa o Marina, 0.3 % a una institución privada, y el 0.4 % a otra institución.^[19]​ El porcentaje de población con alguna discapacidad es de 5.2 %.^[19]​ El porcentaje de población según situación conyugal,^{[nota 6]}​ el 31.5 % se encuentra casada, el 32.3 % soltera, el 23.9 % en unión libre, el 6.5 % separada, el 1.1 % divorciada, el 4.7 % viuda.^[19]​

Para 2020, el total de viviendas particulares habitadas es de 5 258 viviendas, representa el 0.6 % del total estatal.^[19]​ Con un promedio de ocupantes por vivienda 3.8 personas.^[19]​ La construcción es hecha a base de tabique, ladrillo, block, piedra o cemento, los techos principalmente son de loza, de concreto y los pisos de madera, mosaico, cemento o firme; sobre todo las que se encuentran ubicadas en la cabecera; mientras en las localidades presentan una construcción de adobe, y techos con lámina de asbesto o metálica, aunque este número de viviendas con este tipo de construcción ya es reducido.^[20]​ En el municipio para el año 2020, el servicio de energía eléctrica abarca una cobertura del 98.5 %; el servicio de agua entubada un 54.3 %; el servicio de drenaje cubre un 94.0 %; y el servicio sanitario un 95.6 %.^[19]​^[20]​

Para el año 2020, de acuerdo al Catálogo de Localidades, el municipio cuenta con 26 localidades.^[21]​

Se erigió como municipio el 15 de febrero de 1826.^[1]​^[2]​^[3]​ El Ayuntamiento está compuesto por: 1 presidente municipal, 1 síndico, 8 regidores y 37 delegados municipales.^[12]​^[13]​^[16]​ De acuerdo al Instituto Nacional electoral (INE) el municipio está integrado 11 secciones electorales, de la 0331 a la 0341.^[26]​ Para la elección de diputados federales a la Cámara de Diputados de México y diputados locales al Congreso de Hidalgo, se encuentra integrado al III Distrito Electoral Federal de Hidalgo y al VIII Distrito Electoral Local de Hidalgo.^[26]​^[27]​^[28]​ A nivel estatal administrativo pertenece a la Macrorregión V y a la Microrregión VII, además de a la Región Operativa XI Actopan.^[29]​

En 2015 el municipio presenta un IDH de 0.729 Alto, por lo que ocupa el lugar 35.° a nivel estatal;^[7]​ y en 2005 presentó un PIB de $487 570 627 pesos mexicanos, y un PIB per cápita de $32 525 (pesos a precios corrientes de 2005).^[33]​^[30]​

De acuerdo con el Consejo Nacional de Evaluación de la Política de Desarrollo Social (Coneval), el municipio registra un Índice de Marginación Bajo;^[20]​ y el 50.8% de la población se encuentra en pobreza moderada y 16.1% se encuentra en pobreza extrema.^[20]​

A datos de 2015, en materia de agricultura se cosechan diferentes productos, maíz con una producción de 6625 toneladas, frijol con 121 toneladas y alfalfa verde con 7365 toneladas; además existe la producción doméstica de higo, granada, nuez, durazno y aguacate.^[13]​ La ganadería se obtuvo una producción de 3746 cabezas de ganado ovino, 646 cabezas de ganado caprino y 874 de porcino.^[13]​ En relación con la avicultura, es una de las actividades ganaderas más importantes en el territorio se dio un registro de 133 752.^[13]​ E

Cuenta con pequeñas empresas y negocios, una de las industrias que ha tenido mayor auge es la fabricación de tabique horneado de arcilla.^[13]​ Cuenta también con un tianguis semanal donde se venden productos de la región, siete tiendas Diconsa y una lechería Liconsa.^[13]​

De acuerdo con cifras al año 2015 presentadas en los Censos Económicos por el INEGI, la Población Económicamente Activa (PEA) de 12 años y más del municipio asciende a 7290 de las cuales 7081 se encuentran ocupadas y 209 se encuentran desocupadas.^[20]​ El 10.55% pertenece al sector primario, el 33.92% pertenece al sector secundario, el 53.58% pertenece al sector terciario.^[20]​

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