Xã Ninh Tây là xã miền núi nằm về phía Tây thị xã Ninh Hòa, cách trung tâm thị xã Ninh Hòa 21 km theo Quốc lộ 26. Nằm ở tọa độ 120 30’ vĩ độ Bắc, 1050 52’ độ kinh Đông.
Phía Bắc giáp xã Ninh Thượng và dãy núi Chư Hmú ranh giới giữa 3 tỉnh Khánh Hòa, Đăk Lăk và Phú Yên. Phía Nam giáp xã Khánh Hiệp, xã Khánh Bình, huyện Khánh Vĩnh. Phía Đông giáp xã Ninh Sim và xã Ninh Tân. Phía Tây giáp xã Êa Trang, huyện M’Đrăk, tỉnh Đăk Lăk. Tổng diện tích tự nhiên trên 280 km2 (28.052 ha), chiếm tỷ lệ 23,4% diện tích tự nhiên của thị xã Ninh Hòa. Trong đó: Rừng núi 14.226 ha, chiếm 50,7%; đất phi nông nghiệp chiếm 4.086 ha, chiếm 14,5%; đất nông nghiệp chiếm 2.654 ha, chiếm 9,4%.; đất đồi núi chưa sử dụng và các loại đất khác 7.083 ha, chiếm 25,2%.