Xã Yên Khương nằm ở phía tây của huyện Lang Chánh, dọc theo hai bờ sông Thao, một chi lưu của sông Âm. Đây là xã biên giới duy nhất của huyện Lang Chánh, chiều dài đường biên là 7 km.
- Phía đông giáp xã Yên Thắng, huyện Lang Chánh.
- Phía nam giáp xã Bát Mọt, huyện Thường Xuân và giáp huyện Viengxay, tỉnh Huaphanh, nước CHDCND Lào.
- Phía tây giáp xã Sơn Hà, huyện Quan Sơn.
- Phía bắc giáp xã Lâm Phú, huyện Lang Chánh.