Xã Ngũ Thái nằm ở phía Nam huyện Thuận Thành. Xã có tỉnh lộ 283 chạy qua các thôn Đồng Ngư, Cửu Yên. Sông Dâu (sông Đậu) chảy cắt ngang qua xã chia cắt xã làm hai phần: phần phía Bắc sông gồm các thôn Đồng Ngư, Cửu Yên; phần phía Nam sông gồm các thôn là Liễu Ngạn, Tứ Kỳ và Bùi Xá.

Vị trí ranh giới của xã:

• Phía Bắc giáp xã Hà Mãn
• Phía Tây giáp các xã Xuân Lâm và Song Liễu
• Phía Nam giáp các xã Chỉ Đạo, Đại Đồng thuộc huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên
• Phía Đông giáp xã Nguyệt Đức.