Xã Thiệu Ngọc nằm ở phía tây bắc của huyện Thiệu Hóa, thuộc tả ngạn sông Chu.
- Phía đông giáp xã Định Tăng, huyện Yên Định và xã Thiệu Vũ, huyện Thiệu Hóa.
- Phía nam giáp xã Thiệu Toán, huyện Thiệu Hóa và xã Xuân Hồng, huyện Thọ Xuân (ranh giới tự nhiên là sông Chu).
- Phía tây giáp xã Trường Xuân, huyện Thọ Xuân.
- Phía bắc giáp xã Trường Xuân, huyện Thọ Xuân và các xã Yên Lạc, Định Tăng, huyện Yên Định.