Xã Nga Thắng có diện tích: 6,99 km²[1]. Theo Tổng điều tra dân số năm 1999, xã Nga Thắng có dân số 4.200 người[1].

Xã Nga Thắng nằm ở phía bắc huyện Nga Sơn. Địa giới hành chính như sau:

• Phía đông giáp xã Nga Văn, huyện Nga Sơn;
• Phía nam giáp xã Nga Phượng, huyện Nga Sơn;
• Phía tây giáp các xã Hà Hải và Hà Châu, huyện Hà Trung;
• Phía bắc giáp xã Ba Đình, huyện Nga Sơn.

Từ xa xưa trên địa bàn xã này có tuyến kênh Nhà Lê nối từ kinh đô Hoa Lư đến Đèo Ngang đi qua, là tuyến đường thủy đầu tiên trong lịch sử Việt Nam và được coi là tuyến đường Hồ Chí Minh trên sông vì những đóng góp cho các cuộc chiến tranh của người Việt (hiện là một đoạn của sông Hoạt theo tên gọi địa phương).