Die Ortschaft Lütmarsen mit seinen ca. 970 Einwohnern liegt etwa 3 km westlich der Kreisstadt Höxter in Nordrhein-Westfalen.
Das Dorf ist eingebettet vom Bielenberg im Osten, dem Ellerberg im Norden, nordwestlich vom Bramberg sowie südwestlich vom Heiligenberg.
Durch unsere Ortschaft fließt der Grubebach bis zu seiner Mündung in die Weser.
Oberhalb des Dorfes wurde in früheren Jahren der Mühlenbach abgezweigt, um eine Mühle im Ortskern zu betreiben.
Lütmarsen liegt am Europaradweg R1, welcher von London über Berlin bis nach Helsinki führt.