La municipalité de Champlain est situé en bordure du fleuve Saint-Laurent, entre Cap-de-la-Madeleine (secteur de Trois-Rivières depuis 2003) et la municipalité de Batiscan. Ce territoire fait face à Gentilly, sur la rive sud du fleuve. Le cours méandré de la rivière Champlain passe dans la partie ouest de la municipalité de Champlain.