Xã Cao Thượng có vị trí địa lý:
- Phía bắc giáp huyện Pác Nặm
- Phía đông giáp xã Thượng Giáo và huyện Pác Nặm
- Phía nam giáp các xã Thượng Giáo, Khang Ninh, Nam Mẫu
- Phía tây giáp tỉnh Tuyên Quang.
Xã Cao Thượng có diện tích 37,92 km², dân số năm 2019 là 3.653 người,[2] mật độ dân số đạt 96 người/km².