孤山子乡位于松山区西北部，距市区约有56公里。地理坐标东经118°27′，北纬42°22′。乡境东与关家营满族乡相连；北与上官地镇交界；西与大庙镇为邻；西北与岗子乡为界；南与初头朗镇接壤。东西长20公里，南北宽19公里，呈不规则长方形，境内高山丘陵纵横交错，正川有少部分平原。