La palabra «Tizayuca» tiene origen náhuatl y proviene de las palabras 'tizatl' (una piedra blanca similar al tepetate utilizada por los mexicas en rituales y combates), 'yo' (que indica abundancia) y 'can' (que significa lugar), formando Tizayocan, que se traduce como «lugar donde abunda la tiza».^[7]​

Su glifo representa un monte de tierra simbolizando espacio, con puntos que indican la tiza y huellas de pies que indican la ubicación del lugar.^[7]​

Le corresponden las coordenadas geográficas 19°50′30″ de latitud norte y 98°59′21″ de longitud oeste.^[8]​ Se ubica al sur del territorio estatal de Hidalgo en la región geográfica del estado de Hidalgo denominada Cuenca de México, en el denominado Valle de Tizayuca.^[9]​^[10]​ Se halla ubicada al norte de la Ciudad de México, de la cual se encuentra a una distancia de 57.5 km; y a solo 39.2 km al sur de Pachuca de Soto.

En cuanto a fisiografía se encuentra dentro de las provincia del Eje Neovolcánico; dentro de la subprovincia Lagos y volcanes de Anáhuac.^[11]​ ^[12]​ Su terreno es principalmente de llano con una altitud de 2268 m s. n. m.^[8]​^[11]​^[12]​ En lo que respecta a la hidrología se encuentra posicionado en la región hidrológica del Pánuco; en las cuenca del río Moctezuma; dentro de las subcuenca del río Tezontepec.^[12]​ Tizayuca se encuentra ubicado en su totalidad sobre el acuífero Cuautitlán-Pachuca.^[13]​

Existe un río pequeño de tipo intermitente, que viene desde Pachuca de Soto llamado Río de las Avenidas, que cruza la zona metropolitana y cuenta con dos pequeños afluentes de tipo intermitente: el río Sosa y el río Papalote ambos fuertemente contaminados.^[14]​ El río Papalote se junta con el de Las avenidas en la represa El Manantial, ubicada al noreste;^[14]​ construida en 1962, tiene una longitud de la cortina en la corona de 333.23 m, almacena cerca de cuatro millones de metros cúbicos de agua.^[15]​ El Río de las Avenidas atraviesa luego el municipio de Tizayuca hasta desembocar en el Gran canal del desagüe, en el Estado de México.^[14]​

El clima es generalmente semifrío, subhúmedo con lluvias en verano, de mayor humedad.^[11]​^[12]​

La evangelización estuvo a cargo de los frailes franciscanos, que según se sabe en 1527 llegaron a la región de Zempoala, y que las primitivas iglesias se debieron a la autorización de fray Pedro de Gante, lo que puede aceptarse como cierto.^[11]​ En el año 1540 aparecen algunos frailes agustinos, por el rumbo de Tezontepec, sin embargo, se cree que no llegaron hasta Tizayuca.^[11]​

La fundación de la parroquia de Tizayuca, data del año de 1569; aunque otros autores aseguran que fue en 1585, y desde 1569 estuvo como cura, al frente de esa feligresía, Don Pedro Felipe, que además atendía los curatos de Tolcayuca y Tecámac.^[11]​ Pedro Felipe, llegando de España en el año de 1558, fue ordenado y nombrado por el Ilustrísimo Señor Don Fernando de Villagómez, Obispo de Tlaxcala, cura de Tizayuca en noviembre de 1569.^[11]​

En esa misma época era gobernador un indígena llamado Don Melchor Peñas, cacique natural de dicho Pueblo.^[11]​ La iglesia antigua fue sustituida por la actual, y fue terminada el 10 de agosto de 1617, siendo su primer Párroco Don Julián Vázquez, y correspondía a la arquidiócesis de la Ciudad de México. Tizayuca fue República de Indios, dependiente de la Alcaldía Mayor de Pachuca y estuvo encomendada a Alfonso Pérez Zamora.^[11]​

De acuerdo con el Censo de Población y Vivienda 2020 del INEGI; la ciudad tiene una población de 60 265 habitantes, lo que representa el 35.808 % de la población municipal.^[2]​^[17]​ De los cuales 29 320 son hombres y 30 945 son mujeres; con una relación de 94.75 hombres por 100 mujeres.^[2]​^[17]​

La población que habla alguna lengua indígena, es de 1000 personas, alrededor del 1.66 % del total de la ciudad.^[2]​ En la ciudad hay 769 personas que se consideran afromexicanos o afrodescendientes, alrededor del 1.27 % de la población de la ciudad.^[2]​

De acuerdo con datos del censo INEGI 2020, unas 43 904 declaran practicar la religión católica; unas 6171 personas declararon profesar una religión protestante o cristiano evangélico; 271 personas declararon otra religión; y unas 9802 personas que declararon no tener religión o no estar adscritas en alguna.^[2]​

Gráfica de evolución demográfica de Tizayuca entre 1900 y 2020

Población de los censos y conteos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI).[18]​

La parroquia de la Transfiguración o del Divino Salvador, fue autorizada su construcción por fray Pedro de Gante.^[19]​ Algunas versiones señalan se realizó sobre el basamento de una teocalli.^[19]​ La actual iglesia terminada en agosto de 1617, sustituyó a otra, de la cual hay varios vestigios.^[19]​ De estilo plateresco, tiene planta en forma de una cruz latina, siendo su construcción de mampostería y tezontle.^[20]​ Su nave está cubierta por bóvedas de aristas separadas por cuatro arcos de gran peralte, en el crucero se levanta una cúpula octagonal.^[20]​ Cuenta con un atrio que fue cementerio, con bardas en arcos invertidos, siendo tres sus entradas de triple arcada: al norte, sur y poniente; todo ello de mampostería.^[20]​

Durante finales del mes de enero y principios del mes de febrero se realiza la Expo Feria Tizayuca; con distintos atractivos artísticos, culturales, deportivos y recreativos, así como juegos mecánicos, teatro del pueblo, pabellón institucional, agrícola, ganadero, industrial, comercial, gastronómico y artesanal.^[21]​ El día principal de la celebración es el 2 de febrero, con motivo de la Virgen de Cosamaloapan y la Virgen de la Candelaria.^[22]​^[23]​

En Tizayuca se celebra como la fiesta patronal, el 6 de agosto, en honor a la Transfiguración de Jesús.^[24]​ La población creyente organiza la fiesta, en donde hay juegos pirotécnicos, antojitos mexicanos y se invita a artistas para amenizar el festejo, hay feria con juegos mecánicos, se celebra en el centro de Tizayuca, en los alrededores de la iglesia.^[11]​

El Museo Comunitario Tetetzontlilco fue fundado el 20 de marzo de 1997, e inaugurado el 5 de mayo del mismo año, con el objetivo de preservar y difundir el patrimonio arqueológico de la comunidad. En su sala arqueológica se exhiben algunos objetos y testimonios de las distintas actividades de los pobladores, como: sellos, implementos de molienda, vasijas y ollas de cerámica decoradas con diseños negro sobre naranjado; herramientas de obsidiana y la Virgen de los Dolores, elaborada en cantera rosa. Organiza actividades relacionadas con la fiesta anual del pueblo y el Día de Muertos, así como talleres de conservación de objetos antiguos.^[25]​

Presenta un IDH de 0.758 Muy Alto, por lo que ocupa el 4.º lugar a nivel estatal;^[26]​^[27]​ Tiene un grado de marginación de la localidad muy bajo y un grado de rezago social de la localidad muy bajo.^[17]​

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