La station thermale de Challes-les-Eaux se situe au cœur du Sillon Alpin, à une dizaine de kilomètres au Sud de Chambéry, la préfecture de la Savoie. Plusieurs montagnes sont visibles depuis le centre ville, dont le Mont Saint-Michel, le Nivolet, le Revard, le Granier et les Allobroges. Plusieurs cours d’eau traversent le territoire communal : les principaux sont la Mère au nord et le Nant de la Boisserette au Sud. 