Wieś leży na Nizinie Śląskiej. Według podziału fizycznogeograficznego z 2017 dr. Krzysztofa Badory, Grocholub znajduje się w granicach mikroregionów Równina Walców (318.59.1) i Dolina Dolnej Straduni (318.59.5). W obszarze wsi przepływa rzeka Stradunia.
W pobliżu wsi znajdują się pola o nazwach Grocholubskie i Napłatki.
Integralne części wsi +Integralne części wsi Grocholub SIMC Nazwa Rodzaj 0504545 Swornica przysiółek
Nazwa Topograficzny opis Górnego Śląska z 1865 roku notuje wieś pod nazwą Grocholub, a także wymienia historyczne nazwy we fragmencie: "Grocholub (1228 Grocholuba, 1534 Grocholouw)".
Historia mały|lewo|upright|Pieczęć Grocholubia (1722) Wieś wzmiankowana po raz pierwszy w łacińskim dokumencie z 1228 roku wydanym przez Kazimierza I opolskiego, gdzie zanotowana została w szeregu miejscowości założonych na prawie polskim iure polonico w zlatynizowanej, staropolskiej formie „Groholuba”. Dokument wystawiony został w związku z przekazaniem wsi dla zakonu norbertanek w Czarnowąsach.