À 30 km à l’ouest de Paris au centre d'une boucle de la Seine, Chanteloup-les-Vignes est située à la limite Nord du département des Yvelines entre Triel et Andrésy et à quelques kilomètres de Poissy.
D'une superficie de 332 hectares, la Ville peut être divisée en quatre zones géographiques : au nord le massif boisé de l'Hautil le « village », rassemblé autour de l'église et de la mairie, en contrebas, entre le village et la voie ferrée, la ZAC de la Noé, la plaine de Chanteloup s'étendant depuis la voie ferrée Paris-Mantes jusqu'à la limite sud de la commune, composée au nord d'une zone d'activité accueillant une cinquantaine d'entreprises et au sud de quelques terrains agricoles.