Crotenay est situé au pied du massif jurassien.

à 64 km de Dole, la plus grande ville du Jura aux alentours

à 26 km de Lons-le-Saunier, la préfecture du département

à 71 km de Besançon, la préfecture de la région Franche-Comté

Le village, situé entre 469 et 642 mètres d’altitude, est entouré par les communes de Besain, Picarreau, Bonnefontaine, Montrond, Pont-du-Navoy et Champagnole.

La rivière d’Ain passe tout près de la commune et est réputée pour les pêcheurs. Il y a aussi deux étangs.