Das Dorf Mainklein liegt 3,7 km Luftlinie 120,1 ° südöstlich von Burgkunstadt entfernt. Das Dorf liegt am südlichen Ende des Häckergrundes, durch den der Häckergrundbach fließt. Aufgrund seiner Lage im Maintal gehört der Ort zum Obermainischen Bruchschollenland. Der Main fließt unmittelbar am südlichen Ortsrand vorbei. Der Ort ist über die Bundesstraße von Burgkunstadt nach Kulmbach oder über die Kreisstraße aus Richtung Maineck erreichbar. Folgende Straßen führen in der Nähe von Mainklein vorbei oder direkt dort hin: B 289 und LIF 18.