Osmanlı döneminde İzmit Sancağının Göynük kazasına bağlı iken, daha sonra 1884 yılında Söğüt’e bağlanmıştır. Cumhuriyet döneminde 1944'te Eskişehir merkez ilçesine bağlanmış, 1958 yılında Eskişehir’e bağlı bir ilçe merkezi olmuştur. 1990'da Mihalgazi'nin ayrılmasıyla bugünkü sınırlarına ulaşmıştır.
Sakarya nehri kenarına kurulu ilçenin il merkezine uzaklığı 47 km'dir. Sarıcakaya ilçesinin kuzeybatısında Yenipazar, kuzeyinde Göynük, doğusunda Nallıhan, batısında Mihalgazi ve İnhisar, Güneyinde ise Alpu ve merkez ilçe vardır. Deniz seviyesinden yüksekliği 220 m olan ilçe, İç Anadolu Bölgesinden farklı olarak "mikroklima" iklim sistemine sahiptir ve Karadeniz Bölgesinde kalır. Bu açıdan Akdeniz iklim özelliklerini andırır.
Yaklaşık 5.700 nüfusa sahip ilçenin ekonomisi tarıma dayalıdır. Sebze ve meyve yetiştiriciliği oldukça gelişmiştir. İlçe arazisinin %50 si ormanlarla kaplıdır.
İlçe mermer yönünden zengindir. Ancak mevcut mermer ocakları ekonomik olmaması nedeniyle işletilmemektedir. Sarıcakaya ilçesine bağlı 8 köy ve 1 belde bulunmakta iken, 31.03.2014 tarihinde yürürlüğe giren 6360 sayılı yasa ile bu yerleşim yerlerinin tamamı mahalle statüsüne dönüştürülmüş olup, halihazırda 5'i ilçe merkezinde olmakla birlikte toplam 14 mahallesi bulunmaktadır.
Sarıcakaya ilçesine 15 Ağustos 2023'te 49,5 derece ile Türkiye'de bugüne kadar kaydedilen en yüksek sıcaklık rekoru ölçüldü.[4]
"Merkezi Dağıtım Sistemi"(html) (Doğrudan bir kaynak olmayıp ilgili veriye ulaşmak için sorgulama yapılmalıdır). Türkiye İstatistik Kurumu. Erişim tarihi: 13 Nisan 2016.
"Sarıcakaya Nüfusu - Eskişehir". nufusu.com. Erişim tarihi: 5 Şubat 2021.Arşivlenmesi gereken bağlantıya sahip kaynak şablonu içeren maddeler (link)