El municipio de Noia ocupa el fondo de la ría de Muros y Noia, la más septentrional de las cuatro grandes del sur de Galicia. El río Tambre, al norte del término, le sirve de separación del ayuntamiento de Outes. Al sur y al este lo hace con Lousame durante una larga e irregular línea limítrofe que no sigue hitos naturales de demarcación. Municipios limítrofes de Noia también son Brión al nordeste y Porto do Son al suroeste.
La principal vía de comunicación es la carretera C-543 de Santiago a Noia. Dista 34 kilómetros de la capital gallega y 96 de A Coruña. También atraviesa la ciudad la C-550 de Cee a Tui por la costa. Por ella se comunica con Muros, Cee y Fisterra hacia el norte, y con Porto do Son y Ribeira hacia el sur. Una carretera atraviesa la península de Barbanza y pone en comunicación a Noia con Boiro (18 kilómetros), en la ría de Arousa.