Bakgrunden är upptäckten av en rad stora gasfält i Medelhavet på senare år. I synnerhet Libanon, som är inne i en djup ekonomisk kris, är ivrigt att kunna påbörja off-shoreutvinning.
– Det här är ett viktigt steg som tas efter tre år av diplomatiska kontakter, och skulle inte ha varit möjligt utan USA:s medling, sade Israels utrikesminister Gabi Ashkenazi i en kommentar, enligt Times of Israel.
USA har ombetts av både Israel och Libanon att ha en medlande och främjande roll för att kunna fastställa gränserna. Samtalen ska hållas i FN:s högkvarter i Naqoura, en gränsstad i södra Libanon, och påbörjas i mitten av oktober.
De första beskeden om samtalen kom från en anonym israelisk regeringstjänsteman förra lördagen, och bekräftades i torsdags av det libanesiska parlamentets talman Nabih Berri.
Enligt en rådgivare till talmannen rör det sig om indirekta förhandlingar. Parterna kommer att sitta i samma rum, men själva samtalet förs genom FN:s representanter.
– Vårt mål är att få ett slut på tvisten om den ekonomiska havsgränsen för att kunna bidra till att utveckla naturresurserna till förmån för alla nationer i regionen, sade Israels energiminister Yuval Steinitz i en kommentar, uppger Times of Israel.
Libanon och Israel är formellt sett fortfarande i krig. Ett försök, under amerikanskt överinseende, att bryta dödläget genom ett fredsfördrag 1983 föll snabbt samman.
Enligt Times of Israel finns det förhoppningar från FN:s och USA:s sida att de kommande samtalen om havsgränsen ska vara en öppning för att även börja se över den demarkationslinje mellan södra Libanon och norra Israel som kallas för den blå linjen.