Das Kirchdorf Klosterlangheim liegt 5 km Luftlinie 136,5 ° südöstlich von Lichtenfels entfernt. Das Dorf mit seinen ehemaligen Klosteranlagen liegt in einer Talspinne, die der Leuchsenbach durchfließt. Die Staatsstraße von Lichtenfels nach Altenkunstadt führt direkt durch den Ort. Folgende Straßen führen in der Nähe von Klosterlangheim vorbei oder direkt dort hin: St 2203; LIF 22 und Ortsverbindungsstraßen.