Woltersum ligt NO van de stad Groningen, O van Ten Boer, Z van Ten Post, ZW van Wittewierum, WZW van Overschild, en grenst in het Z aan het Eemskanaal. Het dorp is vanuit Ten Boer bereikbaar via de meanderende Bouwerschapsweg door de landerijen, en ook vanuit Wittewierum loopt een kronkelweg (de Kolerijweg). Verder is er een toegangsweg vanaf het Eemskanaal.