Desa Gembongan secara geografis terletak di antara 7,3953 Lintang Selatan dan 109,7660 Bujur Timur. Desa Gembongan memiliki luas wilayah 288,9 ha atau 7,3 % dari luas seluruh wilayah Kecamatan Siglauh (3.955.95 Ha). Batas-batas wilayah Desa Gembongan adalah sebagai berikut:

1. Sebelah utara : Kabupaten Wonosobo
2. Sebelah timur : Desa Prigi
3. Sebelah selatan : Desa Kemiri dan Wanacipta
4. Sebelah barat : Desa Sigaluh

Sebagian besar wilayah Desa Gembongan adalah lahan pertanian dan perkebunan, komoditas pertanian sebagian masyarakat desa Gembongan adalah buah salak, sealain itu banyak juga buah musiman seperti Durian, Duku dan Manggis. Untuk saat ini ada beberapa petani yang akan membudidayakan pohon buah Alpukat. Sebagai sumber mata air,  untuk kebutuhan rumah tangga maupun untuk pertanian Desa Gembongan dilewati oleh 3 anak sungai serayu yaitu Kali Ori, Kali Brayut dan Kali Gumiwang.