พื้นที่ตำบลพิมลราชส่วนใหญ่อยู่ในเขตเทศบาลเมืองพิมลราช และบางส่วนอยู่ในเขตเทศบาลเมืองบางบัวทอง มีอาณาเขตติดต่อกับตำบลข้างเคียง ดังนี้

• ทิศเหนือ ติดกับตำบลบางบัวทอง ตำบลโสนลอย และตำบลละหาร อำเภอบางบัวทอง มีแนวกึ่งกลางคลองพระพิมล คลองเขมร และคลองบางบัวทองเป็นเส้นแบ่งเขต
• ทิศตะวันออก ติดกับตำบลบางพลับและตำบลอ้อมเกร็ด อำเภอปากเกร็ด มีแนวกึ่งกลางคลองชลประทานพระอุดม-บางบัวทอง (คลองแอน) แนวกำแพงหมู่บ้านลภาวัน 10 แนวกำแพงหมู่บ้านดิเอมเมอรัลด์พาร์ค 3 แนวกำแพงหมู่บ้านดิเอมเมอรัลด์การ์เด้นบางบัวทอง และคลองขุนมหาดไทย (ท่าลาย) เป็นเส้นแบ่งเขต
• ทิศใต้ ติดกับตำบลบางรักพัฒนาและตำบลบางคูรัด อำเภอบางบัวทอง มีแนวกึ่งกลางคลองบางบัวทอง ซอยหมู่บ้านชลลดา 18 ซอยหมู่บ้านชลลดา 17 แนวรั้วด้านทิศใต้ของหมู่บ้าน ป.ผาสุขนิเวศน์ และคลองบ้านกล้วยเป็นเส้นแบ่งเขต
• ทิศตะวันตก ติดกับตำบลทวีวัฒนาและตำบลไทรน้อย อำเภอไทรน้อย มีแนวกึ่งกลางคลองตาชมเป็นเส้นแบ่งเขต