Территория села Лермонтовка расположена в пределах области средневысотных складчатых гор западных отрогов Хребта Сихотэ-Алиня, имеющие высоту 300–600 м. Большую часть территории села занимает равнина, представленная поймой рек Уссури и Бира.
Село расположено на севере Бикинского района, занимает удобное транспортно-географическое положение. Через село проходят Транссибирская железнодорожная магистраль Москва — Владивосток, автомобильная дорога Хабаровск — Владивосток.
Общая площадь села 3,6 тыс. гектар. На востоке граничит с Приморским краем, на юге — с Бикинским районом, на севере — с Вяземским районом, на западе — с КНР.
Территория села находится в зоне господства муссонного климата умеренных широт, отличительной чертой является смена ветров на противоположные (сезонные). Климат резкоконтинентальный. Температура летом + 30 °С, зимой — 35–40 °С. Самым холодным месяцем является январь, теплым — июль. Паводки бывают в начале мая в результате таяния снега. Годовое количество осадков 670 миллиметров, максимум осадков выпадает в августе — до 133 миллиметров. Климатические условия благоприятные для развития сельского хозяйства.
