Xã Long Tiên tiếp giáp xã Long Trung ở phía tây, tiếp giáp xã Tam Bình ở phía nam, tiếp giáp xã Mỹ Long ở phía đông, tiếp giáp địa phận của thị xã Cai Lậy ở phía bắc.[3]

Các con sông, kênh, rạch chảy qua địa bàn xã gồm: kênh 26 Tháng 3, kênh Ba Hũ, kênh Ba Muồng, kênh Bang Lợi, kênh Năm Dần, kênh Năm Mạnh, kênh Ông Mười, rạch Mù U, rạch Ông Bầu, sông Cầu Gió.[4] Sông Rạch Gầm chạy qua xã chủ yếu theo hướng tây đông, cắt đôi địa bàn xã.