Comuna se află în sudul județului, pe dealurile dintre râurile Români și Cracău. Este străbătută de șoseaua județeană DJ157, care o leagă spre vest de Dochia, Dumbrava Roșie și Piatra Neamț (unde se termină în DN15) și spre est de Făurei, Trifești și Horia (unde se termină în DN15D).

Comuna Mărgineni, cu satele ei componente, are o importanță economică și istorică deosebită prin așezarea sa, prin descoperirile arheologice făcute, cât și prin evenimentele care s-au petrecut de-a lungul anilor pe aceste ținuturi.
Teritoriul comunei Mărgineni face parte din bazinul hidrografic al râului Bistrița, format din numeroși afluenți ai acestuia cu trasee neregularizate și neprotejate ecologic.

Relieful se diferențiază net pentru cele două unități: spre vest, un relief de culmi largi, văi puțin adânci și partea de est a comunei cu un relief accidentat, unde degradarea terenurilor este mai accentuată în Masivul Mărginenilor, altitudinile oscilând între 491m în dealul menționat și 290m în partea sud-vestică