อำเภอเชียงแสนตั้งอยู่ทางทิศเหนือของจังหวัด มีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียงดังต่อไปนี้

• ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอแม่สาย และรัฐฉาน (ประเทศพม่า)
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับแขวงบ่อแก้ว (ประเทศลาว) และอำเภอเชียงของ
• ทิศใต้ ติดต่อกับอำเภเชียงของ อำเภอดอยหลวง และอำเภอแม่จัน
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอแม่จันและอำเภอแม่สาย