Xã Tam Văn nằm ở phía bắc của huyện Lang Chánh, dọc theo hai bờ sông Âm.
- Phía đông giáp xã Tân Phúc, huyện Lang Chánh.
- Phía nam giáp các xã Tân Phúc, Trí Nang và Yên Thắng, huyện Lang Chánh.
- Phía tây giáp xã Yên Thắng, huyện Lang Chánh.
- Phía bắc giáp xã Lâm Phú, huyện Lang Chánh và xã Văn Nho, huyện Bá Thước.