巴市太阳庙农场位于内蒙古自治区西部，河套平原西北角。东经106°34′-107°24′，北纬40°26′-41°13′。旗境东南隔黄河与鄂尔多斯市杭锦旗相望，北靠乌拉特后旗，东与临河市毗邻，东北角连乌拉特中旗，西和西南部与磴口县接壤。南北长约87千米，东西宽约52千米。