白音套海苏木位于赤峰市翁牛特旗东南部，科尔沁沙地的中段，苏木地理坐标为东经：119°41'—120°37'，北纬42°57'—43°19'，苏木所在的地理坐标为东经120°23′53″，北纬43°07′49″。苏木距旗所在地乌丹镇150余公里，红山水库下游90公里，南与敖汉旗敖润苏莫苏木、通辽市奈曼旗苇莲苏乡隔河相望，北与白音他拉苏木、海日苏镇、阿什罕苏木毗邻，西与乌敦套海接壤。