Xã Công Hải nằm ở phía bắc huyện Thuận Bắc, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp biển Đông và huyện Ninh Hải
• Phía tây giáp xã Phước Chiến
• Phía nam giáp các xã Lợi Hải và Bắc Sơn
• Phía bắc giáp tỉnh Khánh Hòa.

Xã có diện tích 74,79 km², dân số năm 2019 là 7.883 người[2], mật độ đạt 105 người/km².

Trên địa bàn xã có quốc lộ 1A và đường sắt Bắc - Nam đi qua. Ngoài ra, một phần vườn quốc gia Núi Chúa cũng nằm trên địa bàn xã.