Xã Gia Xuyên nằm ở phía nam thành phố Hải Dương, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Ngọc Sơn và huyện Gia Lộc
• Phía tây giáp xã Liên Hồng
• Phía nam giáp huyện Gia Lộc
• Phía bắc giáp phường Thạch Khôi và phường Tân Hưng.

Xã Gia Xuyên có diện tích 5,05 km², dân số năm 2018 là 10.274 người[1], mật độ dân số đạt 2.034 người/km².

Xã Gia Xuyên có địa hình tương đối bằng phẳng, độ dốc nghiêng dần từ tây bắc xuống đông nam, độ cao từ 1 đến 2,7 m, độ chênh lệch giữa các vùng cao thấp thường từ 0,5 đến 1m. Đất đai của xã được bồi đắp bởi hệ thống sông Thái Bình. Bản chất của đất phù sa sông Thái Bình là chua, nghèo dinh dưỡng. Qua nhiều năm do thâm canh và cải tạo, chất lượng đất đã được nâng lên tốt hơn. Độ dày tầng canh tác khoảng 15 cm. Ở độ dày từ 20 – 30 cm đã có kết von ống.

Xã có hệ thống sông và kênh bắt nguồn từ hệ thống sông Thái Bình. Đó là sông Gia Xuyên đi xã Đoàn Thượng, sông Tiêu ở phía tây bắc và sông Cầu Gỗ đi Đò Đáy. Xã cũng có đường Quốc lộ 38 chạy qua.