Thervay tire I'origine de son nom du latin «tres viae», en raison de la position stratégique qu'occupait le château de Balançon à l'intersection de trois voies importantes. La commune fut plus tard appelée Trèsvilliers avant que le nom Thervay soit adopté.
Les habitants de Thervay sont les Trevadiers et les Trevadières.
La commune s'étend sur 15,8 km² avec une altitude minimum de 192 mètres et un maximum de 311 mètres.
Elle se situe à 5 km au sud-est de Pesmes et à 20 kilomètres de Dole.
La Rivière L'ognon, le Ruisseau du Bois de Pont et le Ruisseau de Brans sont les principaux cours d'eau qui traversent la commune de Thervay.
1793 : 800 habitants
1800 : 855 habitants
1901 : 627 habitants
1911 : 621 habitants
1921 : 523 habitants
1936 : 470 habitants
1946 : 417 habitants
1968 : 364 habitants
1975 : 298 habitants
1982 : 323 habitants
1990 : 307 habitants
1999 : 361 habitants
2009 : 379 habitants
2013 : 376 habitants