Xã Cao Tần có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp xã Cổ Linh
• Phía đông giáp xã Nghiên Loan
• Phía nam giáp huyện Ba Bể
• Phía tây giáp tỉnh Tuyên Quang.

Xã Cao Tân có diện tích 41,19 km², dân số năm 2019 là 4.006 người,[1] mật độ dân số đạt 97 người/km².

Cao Tân có một số dòng suối chảy qua như: Tả Nhì, Bản Cam, Khuổi Ý, Bài Nhàm, Tư Đáng.