Die Gemeinde umfasst die Ortsteile Leibi, Nersingen, Oberfahlheim, Straß und Unterfahlheim.
Durch das Nersinger Gemeindegebiet fließen drei Flüsse. Die Donau im nördlichen Teil der Gemeinde und deren beiden Zuflüsse Roth und Leibi, welche die Gemeinde von Süd nach Nord durchqueren.
Die Gemeinde grenzt an die Gemeinden Elchingen, Leipheim, Bibertal, Pfaffenhofen an der Roth und Neu-Ulm.
Der niedrigste Punkt der Gemarkung liegt auf etwa 452 m ü. NN am Ausfluss der Donau, die zwei höchsten Stellen liegen auf dem Buchberg an der westlichen und am Hang des Bergholzes an der östlichen Grenze mit wenig über 490 m ü. NN.
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