Xã Thượng Kiệm nằm ở trung tâm huyện Kim Sơn, cách trung tâm thành phố Ninh Bình 27 km theo hướng Tây Nam

Phía đông giáp với xã Kim Chính, Kim Sơn

Phía tây giáp với xã Lưu Phương, Kim Sơn

Phía bắc giáp với huyện Yên Mô

Phía nam có đê bãi giáp sông Đáy.

Địa hình bằng phẳng, hẹp ngang, trải dài theo hướng bắc - nam hơi chếch về phía tây bắc - đông nam dọc theo đê hữu sông Vạc, là tuyến đường thủy giao thông quốc gia ở Ninh Bình, ở giữa bị gián đoạn do phân vạch địa giới hành chính vì nhường đất cho việc thành lập thị trấn Phát Diệm của huyện Kim Sơn.

Diện tích đất tự nhiên: 677.34ha

Trong đó đất nông nghiệp: 370 ha