Xã Phương Giao nằm ở phía đông nam huyện Võ Nhai, có vị trí địa lý:
- Phía đông giáp tỉnh Lạng Sơn
- Phía tây giáp các xã Dân Tiến, Phú Thượng và Tràng Xá
- Phía nam giáp xã Bình Long
- Phía bắc giáp tỉnh Lạng Sơn.
Xã Phương Giao có diện tích 57,57 km², dân số năm 1999 là 3.396 người, mật độ dân số đạt 59 người/km².
Đây là một xã nằm trong khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa – Phượng Hoàng.