Село Нестеренки находится у истоков реки Люботинка,
ниже по течению на расстоянии в 1 км расположены село Коваленки и город Люботин.
На расстоянии в 1 км расположены посёлок Санжары и пгт Манченки.
Через село проходит автомобильная дорога М-03 (E 40).
Рядом с селом проходит железная дорога, ближайшая станция Караванная (1 км).