Xã Mai Sơn nằm ở phía bắc huyện Yên Mô, nằm cách trung tâm thành phố Ninh Bình 10 km, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Khánh Thượng
• Phía nam giáp xã Yên Thắng
• Phía tây giáp thành phố Tam Điệp và huyện Hoa Lư
• Phía bắc giáp huyện Hoa Lư.

Xã Mai Sơn có diện tích là 4,33 km², dân số năm 2019 là 4.290 người[1], mật độ dân số đạt 991 người/km².