Huyện Kampong Siem nằm ở khu vực trung tâm của tỉnh Kampong Cham và xung quanh cũng là các huyện khác của tỉnh. Theo chiều kim đồng hồ từ phía bắc, Kampong Cham có ranh giới ở phía bắc với huyện Stueng Trang trong khi giáp các huyện Krouch Chhmar và Tbong Khmom ở phái đông. Phía nam huyện Kampong Siem là huyện Koh Soutin. Ba huyện Kang Meas, Prey Chor và Chamkar Leu nằm ở phía tây của huyện. Kampong Siem cũng bao quanh thành phố nhỏ Kampong Cham.[3]