地处内蒙古和宁夏两区交界处，属鄂尔多斯高原西南边缘地带。地理坐标为北纬38°15′-38°17′，东经106°29′-108°52′，境内海拔高度在1240-1400米之间。南靠宁夏灵武市，西与银川市隔河相望，北接陶乐县，东邻本旗布拉格苏木。东西直线长33.5公里，南北直线宽45.5公里，与宁夏回族自治区沿边交界长达48公里。2020年7月，全国爱国卫生运动委员会重新确认上海庙镇为国家卫生乡镇。