Das Naturschutzgebiet Alte Elbe Kathewitz liegt im Landkreis Nordsachsen in Sachsen. Es erstreckt sich westlich und südwestlich von Kathewitz, einem Ortsteil der Gemeinde Arzberg, entlang der westlich fließenden Elbe. Nordwestlich und nördlich durch das Gebiet hindurch fließt die Alte Elbe, westlich verläuft die B 182.