Grosswangen liegt mitten im Kanton Luzern, in einem der beiden Luzerner Rottale und im Einzugsgebiet von Sursee. Die Gemeinde umfasst eine Fläche von 19.70 km2. Am 1. Januar 2024 sind in Grosswangen offiziell insgesamt 3'460 Einwohnerinnen und Einwohner wohnhaft.
Grosswangen ist mit dem öffentlichen Verkehr, dem Bus der Rottal Auto AG, sehr gut erschlossen.