Menotey se situe à 8 km au nord-est de Dole, sur la route de Gray, et marque la séparation entre la plaine du Doubs et celle de la Saône.
On peut admirer un panorama unique, à l’est, sur la chaîne du Jura et à l’ouest sur la plaine de la Saône et le pays dijonnais.
Accroché à flanc de coteau, le village est orienté au sud et à l’ouest sur les premiers contreforts du massif de la Serre, socle granitique qui constitue l’extrémité sud du massif des Vosges.