烈堡乡地处神池县北部，东与朔州市朔城区、平鲁区相连，南接大严备乡，西与八角镇、长畛乡接壤，北邻偏关县尚峪乡，距神池县城约55千米，区域总面积136平方千米。

烈堡乡地势略为南高北低，地形为山区最高峰位于大井油房梁山顶，海拔2016.4米最低点位于大滩村，海拔1486米。