Huyện Xuân Lộc có địa giới hành chính:

• Phía bắc giáp huyện Định Quán và huyện Đức Linh, tỉnh Bình Thuận
• Phía nam giáp huyện Cẩm Mỹ và huyện Xuyên Mộc tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu
• Phía đông giáp các huyện Hàm Tân, Tánh Linh của tỉnh Bình Thuận
• Phía tây giáp thành phố Long Khánh.

Đây cũng là địa phương có dự án Đường cao tốc Phan Thiết – Dầu Giây đang được xây dựng đi qua.

Huyện nằm dọc trên Quốc lộ 1A. Chiều dài quốc lộ đi qua huyện là 47 km. Huyện lị của huyện, thị trấn Gia Ray nằm dọc theo quốc lộ 1A, cách thành phố Hồ Chí Minh 96 km, cách thành phố Long Khánh 24 km, cách thành phố Biên Hòa 74 km, cách ranh giới tỉnh Bình Thuận & Đồng Nai 18 km, cách thành phố Phan Thiết 86 km.

• Địa danh Căn cứ Rừng Lá nằm trên huyện, khu vực trên huyện tưng ứng với Căn cứ 3, 4 của Căn cứ Rừng Lá.