Phường Quang Vinh nằm ở phía bắc thành phố Thái Nguyên, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp phường Chùa Hang và phường Đồng Bẩm với ranh giới là sông Cầu
• Phía tây giáp phường Quan Triều
• Phía nam giáp phường Hoàng Văn Thụ và phường Quang Trung
• Phía bắc giáp xã Cao Ngạn với ranh giới là sông Cầu.

Phường Quang Vinh có diện tích 3,10 km², dân số năm 1999 là 5.341 người,[2] mật độ dân số đạt 1723 người/km².

Phường Quang Vinh có một đoạn quốc lộ 3 (có tên là đường Dương Tự Minh) chạy qua. Ngoài ra, trên địa bàn phường còn có tuyến đường Quang Vinh và đường sắt Hà Nội - Quan Triều ở phía tây. Phần đông bắc của phường như một bán đảo nhô ra sông Cầu.