白音套海蘇木位于赤峰市翁牛特旗東南部，科爾沁沙地的中段，蘇木地理坐標為東經：119°41'—120°37'，北緯42°57'—43°19'，蘇木所在的地理坐標為東經120°23′53″，北緯43°07′49″。蘇木距旗所在地烏丹鎮150余公里，紅山水庫下游90公里，南與敖漢旗敖潤蘇莫蘇木、通遼市奈曼旗葦蓮蘇鄉隔河相望，北與白音他拉蘇木、海日蘇鎮、阿什罕蘇木毗鄰，西與烏敦套海接壤。