Das Dorf liegt in der Mitte zwischen Baden und Zürich auf der Südseite der Limmat. Das Siedlungsgebiet erstreckt sich über eine flache weite Ebene zwischen dem Heitersberg und dem Flussufer. Der alte Dorfkern Spreitenbachs, durch den der Dorfbach fliesst, liegt am südlichsten und hat seinen ursprünglichen Charakter zu einem nennenswerten Teil bewahrt. Nördlich davon liegt das moderne Spreitenbach mit weitläufigen Wohnblockquartieren, Gewerbezonen und Einkaufszentren. Ganz im Norden, durch die Autobahn und die Eisenbahnlinie getrennt, befindet sich in einer Flussschlaufe der Limmat die ausgedehnte Industriezone Neuhard. Der östliche Teil der Ebene wird durch den Rangierbahnhof Limmattal beherrscht.^[4]

Der Franzosenweiher liegt im Waldgebiet südlich von Spreitenbach, in unmittelbarer Nähe der Gemeindegrenze zu Dietikon. Das Biotop Altes Bad setzt sich zusammen aus einem Teich und einem Feuchtgebiet mit grossem Pflanzenreichtum. Die Gemeinde hat dieses Gebiet mit dem angrenzenden Waldstück als Naturschutzzone ausgeschieden. Zum Namen kam der Weiher, weil die napoleonischen Truppen dort lagerten, bevor sie beim Kloster Fahr die Limmat überquerten.

Rund zwei Kilometer westlich des Dorfes, auf einer Höhe von 650 Metern, liegt auf einem Hochplateau des Heitersbergs der gleichnamige Weiler, wo sich auch die Passhöhe des Heitersbergpasses befindet. Nicht weit davon entfernt ist die höchste Stelle des Gemeindegebiets (672 m ü. M.). Die tiefste Stelle liegt auf 385 Metern an der Limmat. Die Fläche des Gemeindegebiets beträgt 860 Hektaren, davon sind 309 Hektaren bewaldet und 327 Hektaren überbaut.

Nachbargemeinden sind Würenlos im Norden, Oetwil an der Limmat im Nordosten, Dietikon im Osten, Bergdietikon und Bellikon im Süden, Remetschwil im Westen sowie Killwangen im Nordwesten.