Phường Quỳnh Thiện nằm ở trung tâm thị xã Hoàng Mai, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp phường Quỳnh Dị và xã Quỳnh Lộc
• Phía tây giáp phường Mai Hùng và xã Quỳnh Vinh
• Phía nam giáp phường Mai Hùng
• Phía bắc giáp tỉnh Thanh Hóa.

Phường có diện tích 11,61 km², dân số năm 2013 là 12.337 người[2], mật độ dân số đạt 1.063 người/km².

Trên địa bàn phường có quốc lộ 1A và đường sắt Bắc Nam đi qua. Ngoài ra, sông Hoàng Mai tạo thành ranh giới phía nam của phường.