Xã Yên Sơn nằm trải dài bên cạnh con đê Thống Nhất uốn cong theo dòng sông Lục Nam, đây là xã thuộc vùng chiêm trũng nằm ở phía tây nam của huyện Lục Nam, có vị trí địa lý:

• Phía nam giáp xã Vũ Xá
• Phía đông giáp các xã Khám Lạng, Bắc Lũng
• Phía bắc giáp xã Lan Mẫu
• Phía tây giáp huyện Yên Dũng.

Xã có diện tích là 18,83 km², dân số 2.276 hộ với 9.608 người, mật độ dân số đạt 510 người/km².