แขวงหนองแขมตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกของกรุงเทพมหานคร ครอบคลุมพื้นที่ด้านใต้ของเขตหนองแขม มีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียงดังนี้[3]

• ทิศเหนือ ติตต่อกับแขวงหนองค้างพลู มีแนวเส้นขนานระยะห่างจากถนนเพชรเกษม 1,650 เมตร คลองมหาศร และคลองราษฎร์สามัคคีเป็นเส้นแบ่งเขต
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับแขวงหลักสอง (เขตบางแค) มีซอยเพชรเกษม 69 (อินทาปัจ) และถนนบางบอน 3 เป็นเส้นแบ่งเขต
• ทิศใต้ ติดต่อกับแขวงบางบอนเหนือ (เขตบางบอน) และตำบลแคราย (อำเภอกระทุ่มแบน จังหวัดสมุทรสาคร) มีคลองหนามแดงเป็นเส้นแบ่งเขต
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับตำบลสวนหลวง (อำเภอกระทุ่มแบน จังหวัดสมุทรสาคร) มีคลองสี่วา คลองภาษีเจริญ และคลองศรีสำราญเป็นเส้นแบ่งเขต