Le nœud routier international sur lequel se situe Chamonix, entre Italie, Suisse et France, en fait un cas unique pour une station de montagne, favorisé, de surcroît, par un accès direct par autoroute et voie expresse. Par ailleurs, la proximité (88 km) de l'aéroport international de Genève facilite grandement les échanges intercontinentaux, et Chamonix est une des rares stations de montagne à être desservie par la voie ferrée, en liaison directe avec le réseau TGV.

Longue d'une vingtaine de kilomètres, la vallée de Chamonix se présente en arc de cercle orienté globalement sud-ouest/nord-est. Présentant le profil-type d'une vallée en auge, son étroitesse est elle aussi typique: 1,5 km dans sa largeur maxima, à peine 500 mètres dans les parties les plus resserrées. Ses trois paliers déterminent trois altitudes différentes: 1000 mètres pour le plateau de Chamonix, 1200 mètres pour celui d'Argentière et 1400 mètres pour celui du Tour.

Bordant la vallée, on trouve le massif des Aiguilles-Rouges, culminant à moins de 3000 mètres d'altitude, et, sur l'autre versant, le massif du Mont-Blanc avec le plus haut sommet d'Europe occidentale: 4810 mètres. Couvrant une surface de 24 546 hectares, la commune de Chamonix est limitrophe de Servoz, Vallorcine, Les Houches, Passy et Saint-Gervais pour la France. Elle fait également frontière commune avec la Suisse et Italie.