Mai Sơn nằm trong toạ độ, từ 20o 20°52'30''B đến 21o 21°20'50'' vĩ độ bắcB; từ 103o41103°41'30'' Đ đến 104o16104°16' kinh độ đôngĐ.
Phía Bắcbắc giáp huyện [[Thuận Châu]], thịthành xãphố [[Sơn La (thành phố)|Sơn La]] và huyện [[Mường La]]. Phía Đôngđông giáp huyện [[Bắc Yên,]] và huyện [[Yên Châu]]. Phía Tâytây giáp huyện [[Sông Mã (huyện)|Sông Mã]]. Phía Namam giáp tỉnh [[Huaphanh]] của [[Lào]] với đường biên giới dài 8 km.
