濟寧市黑虎廟鎮位于濟寧市梁山縣城西北部，距濟寧市梁山縣城15公里，地處山東、河南兩省，濟寧、菏澤、濮陽三市和濟寧梁山、菏澤鄆城、濮陽臺前三縣交界處，東與濟寧市楊營鎮接壤，西與河南省濮陽市臺前縣馬樓鄉隔黃河相望，南與山東省菏澤市鄆城縣黃集鎮為鄰，北接濟寧市趙堌堆鄉。轄區東西最大距離6.1公里，南北最大距離9.6公里。境內大部為平原，地勢略為西高東低、南高北低，地面高程一般在海拔95米，最高點高堂村海拔100米，最低點河西村后趙王河海拔90米。黃河沿鎮域西部過境，由南而北，境內河道長6.3公里。境內有平九鐵路、省道德商線貫穿全境，距平九鐵路濟寧梁山站2公里。