Новомариинское сельское поселение располагается в восточной части территории Первомайского района. Территория поселения граничит на севере с Улу-Юльским сельским поселением, на востоке – с территорией Тегульдетского района, на юге – с Куяновским и Первомайским сельскими поселениями, на западе - с Сергеевским сельским поселением. Общая площадь поселения составляет 341077 га. Основную площадь занимают леса, водные объекты и сельскохозяйственные угодья. Земли лесного фонда в поселении составляют 269295 га. Для поселения большое значение имеют его сельскохозяйственные угодья. Так, сельскохозяйственные угодья занимают 9335 га, из которых пахотные угодья – 7378 га, сенокосы – 1095 га и пастбища – 862 га.