En el año 2010 tenía una población de 10373 habitantes y una densidad poblacional de 36,33 personas por km².
[2] El municipio de Knoxville se encuentra ubicado en las coordenadas 41°19′16″N 93°5′54″O / 41.32111, -93.09833.
Según la Oficina del Censo de los Estados Unidos, el municipio tiene una superficie total de 285.55 km², de la cual 270.21 km² corresponden a tierra firme y (5.37%) 15.34 km² es agua.
De los 10373 habitantes, el municipio de Knoxville estaba compuesto por el 97.23% blancos, el 0.86% eran afroamericanos, el 0.2% eran amerindios, el 0.4% eran asiáticos, el 0.02% eran isleños del Pacífico, el 0.23% eran de otras razas y el 1.06% pertenecían a dos o más razas.
Del total de la población el 1.76% eran hispanos o latinos de cualquier raza.