อำภอบางบ่อตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกของจังหวัด มีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียง เรียงตามเข็มนาฬิกา ดังนี้

• ทิศเหนือ ติดต่อกับเขตลาดกระบัง (กรุงเทพมหานคร) อำเภอเมืองฉะเชิงเทรา และอำเภอบ้านโพธิ์ (จังหวัดฉะเชิงเทรา) มีคลองกาหลง คลองประเวศบุรีรมย์ และคลองหนึ่งเป็นเส้นแบ่งเขต
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับอำเภอบางปะกง (จังหวัดฉะเชิงเทรา) มีคลองพระยาสมุทร คลองฉะบัง คลองบางพลีน้อย คลองหอมศีล คลองสำโรง คลองปีกกา คลองก้นบึ้ง คลองสีล้งเก่า และคลองสีล้งใหม่เป็นเส้นแบ่งเขต
• ทิศใต้ จรดอ่าวไทยตอนใน (น่านน้ำเขตจังหวัดสมุทรสงคราม จังหวัดสมุทรสาคร กรุงเทพมหานคร จังหวัดสมุทรปราการ จังหวัดฉะเชิงเทรา และจังหวัดชลบุรี)[1]
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอเมืองสมุทรปราการ อำเภอบางพลี และอำเภอบางเสาธง มีคลองลึก คลองด่านน้อย คลองชลประทาน คลองหัวเกลือ คลองสาม คลองร้อย คลองหัวเกลือ คลองกะลาวน คลองสำโรง คลองสนามพลี คลองสนามพลีเก่า คลองบางเซา คลองชวดใหญ่ คลองท่าข้าม และคลองกาหลงเป็นเส้นแบ่งเขต