C'est un petit village de campagne bordé de forêts et de collines boisées, niché dans la vallée où coule une jolie rivière, l'Aujon rivière de première catégorie connue des pécheurs.
Altitude moyenne : 200 mètres. Coteaux à 300 mètres. Point culminant à 334 mètres au sommet du Bois du Gravelon.
Au sud-est du département de l'Aube (10) et à la limite départementale de la Haute-Marne (52), Longchamp-sur-Aujon se situe à 250 kilomètres de Paris, 70 kilomètres de Troyes, 17 kilomètres de Bar-sur-Aube, 12 kilomètres de Colombey-les-Deux-Eglises et 28 kilomètres de Chaumont