Il territorio di Assemini si estende dalla pianura del Campidano, nei pressi delle foci del Flumini Mannu e del Cixerri, allo stagno di Santa Gilla fino a monte Arcosu (968 m) ed ai rilievi del Sulcis. L'abitato, dato il notevole sviluppo registratosi nell'ultimo decennio, ha conservato solo una parte dell'impianto urbano originario; sono ancora visibili alcune abitazioni tipiche del Basso Campidano, con le caratteristiche murature completamente realizzate in mattoni crudi di fango (ladiri), con spalle ed archi dei portali e architravi di porte e finestre realizzati in mattoni pieni di cotto.

Per lo studioso Ettore Pais, il nome di Assemini deriverebbe dalla sua posizione lungo la strada che da Cagliari portava nell'Iglesiente fino alla città di Sulci (Sant'Antioco), lungo il corso del Cixerri. La via è testimoniata da tre pietre miliari rinvenute tra Elmas e Assemini. Secondo lo studioso il nome deriverebbe dall’arabo Ashemen, traduzione del latino A Octavum (all'ottavo miglio romano da Cagliari); questa teoria sarebbe ulteriormente confermata dal toponimo Decimomannu, centro che dista infatti due miglia romane (quasi 3 Km) da Assemini. Nelle antiche carte geografiche è indicato spesso con il toponimo Arcemine/ Arxemine/ Arcemini, nome composto dai sostantivi latini Arx (paese fortificato, roccia) e Moenia (mura) ovvero "rocca fortificata". Al di là del nome, il centro fu sicuramente un insediamento fenicio punico e, successivamente, un importante centro romano per il posizionamento lungo l'asse viario che da Karales conduceva a Sulci.

In località Is Chiois si trovano i ruderi di una villa romana, mentre a Su Pranu furono rinvenute stoviglie e monete degli imperatori Antonino Pio, Marco Aurelio e Gordiano. In epoca medievale il nucleo urbano si sviluppò attorno alla Chiesa di San Giovanni e sopravisse fino alla fine del XIV secolo. Appartenne al giudicato di Cagliari e fece parte della curatoria del Campidano di Cagliari (o di Civita) e poi di quella di Decimo dal XIV secolo. Sotto gli aragonesi la città ebbe in concessione alcuni privilegi, passò poi alla contea di Quirra, feudo dei Carroz, ed infine alla baronia di San Michele.