龙泉山脉位于四川盆地西部，是成都平原的东缘山脉（西缘山脉是龙门山脉），呈南北走向。龙泉山脉是岷江与沱江两大水系的分水岭，也是成都平原与川中丘陵的自然分界线。
龙泉山脉呈南（偏西）向北（偏东）走向，是成都平原的东缘山脉（西缘山脉是龙门山脉）。北起绵阳市安州区，经绵阳市涪城区、德阳市、中江县、广汉市、金堂县、成都市龙泉驿区、成都市双流区、简阳市、仁寿县，南达乐山市止。山脉长200千米，宽10千米，整个山脉狭窄而长。在四川盆地西部、成都平原的东界，山脉形成一条高高的、狭长的隆起，其西面是成都平原，东面是川中丘陵。山脉一般海拔为1000米，最高峰在成都市龙泉驿区境内，海拔为1051米。