Enghien-les-Bains se situe dans la vallée de Montmorency aujourd'hui largement urbanisée (300 000 habitants), au point où la vallée se resserre entre deux buttes-témoins : la butte d'Orgemont au sud, et la butte portant la ville de Montmorency au nord. Ce resserrement a provoqué la concentration des rus s'échappant de la forêt de Montmorency et des buttes du Parisis pour donner naissance au lac d'Enghien, à l'origine de la commune.

La ville est limitrophe de : Montmorency, Deuil-la-Barre, Saint-Gratien et Soisy-sous-Montmorency dans le département du Val-d'Oise et Épinay-sur-Seine dans le département voisin de la Seine-Saint-Denis.