Xã Thanh Sơn nằm ở phía đông huyện Trà Cú, cách trung tâm huyện 5,1 km, cách trung tâm tỉnh Trà Vinh khoảng 33,6 km, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp xã Long Hiệp
• Phía tây giáp thị trấn Trà Cú và xã Kim Sơn
• Phía nam giáp xã Hàm Giang và xã Hàm Tân
• Phía bắc giáp thị trấn Trà Cú và xã Ngãi Xuyên.

Xã Thanh Sơn có diện tích 14,24 km², dân số năm 2019 là 8.956 người, mật độ dân số đạt 629 người/km².