Phường Nam Sơn có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Đông Sơn
• Phía bắc giáp các phường Trung Sơn, Tây Sơn và xã Quang Sơn
• Phía nam và tây nam giáp tỉnh Thanh Hóa.

Phường có diện tích là 13,39 km², dân số năm 2019 là 8.408 người, mật độ dân số đạt 628 người/km².[1]

Đây là một phường có đường quốc lộ 1A xuyên Việt đi qua và cũng là phường nằm ở vị trí cửa ngõ phía Nam Bắc Bộ. Trụ sở phường nằm cách trung tâm thành phố Ninh Bình 18 km.