Chotár Chtelnice (rozloha 3297 ha) sa nachádza v západnej časti okresu Piešťany, na mieste, kde sa stretávajú južné svahy severnej časti Malých karpát so severnými výbežkami Trnavskej Pahorkatiny. Priemernou nadmorskou výškou 204 m patrí medzi najvyššie položené obce okresu. Kým na severe vystupuje chotár až do výšky 515 m, na juhu klesá do 178 m n.m. V celku má obec výhodnú polohu v údolí Chtelnického potoka i pri ceste, ktorá sleduje Malé Karpaty od Bratislavy po Nové Mesto nad Váhom. Obec je približne rovnako vzdialená od Piešťan (22 km) i od Trnavy (24 km).
Chotár obce na severovýchode susedí s Dolným Lopašovom , na juhu s Nižnou a Kátlovcami, na západe s Dechticami a Dobrou Vodou.
Povrch chotára obce je dosť rozmanitý, tvoria ho zalesnené vrchy a kopce, trávnaté údolia, pieskovcové úbočia aj úrodné pahorkatiny prechádzajúce do roviny. Výraznú panorámu na severe predstavuje hlavný hrebeň pohoria Malých Karpát, ktorého najvyšší vrch tejto časti dotýka sa chotára obce len okrajom, je to Klenová (585 m ) a vrch Vrátne (576 m), odkiaľ smeruje hrebeň na západ k Dobrej Vode. Z hlavného hrebeňa vybiehajú na juh k obci výbežky so zalesnenými chrbátmi i kopcami s nadmorskou výškou od 300 do 350 m, sú to Pálenica Červený vrch, Jasenový vrch a Černík. Ďalšie nižšie položené zalesnené časti chotára sú Šivavá, Stará Chtelnica, Pod Oborou, Raková. Až nad obec zasahujú pôvodne nezalesnené, tvárnaté i pieskovcové výbežky s kopcami, ktoré oddeľujú údolia. Od západu na východ sú to Plešivá (343 m), potom nižšie kopce ako Čeklín, Čížová a Holý vrch. V minulosti na ich trávnatých úbočiach sa pásol hovädzí dobytok a kozy, teraz sú prevažne zalesnené.
Južnú časť chotára zaberá pahorkatina, výbežok úrodnej trnavskej pahorkatiny s úrodnou poľnohospodárskou pôdou. Chotár obce v časti Malých Karpát tvoria staršie druhohoré dolomity (tvrdoše) a vápence. Nížinnú časť tvoria treťohorné usadeniny pokryté sprašou.
Pôdny kryt tvoria rendzíny, hnedozemné, hnedé a lesné pôdy. Hornatá časť sa nazýva Brezovské Karpaty, vysunuté časti tvoria Chtelnické pásmo pločín. Do severnej časti chotára zasahuje územie dobrovodského krasu s krasovými útvarmi najmä v oblasti Klenovej a v polohe Chtelnické uhliská, kde speleológovia objavili návrt hlboký až 40 m. Krasové útvary možno predpokladať tiež na iných miestach tejto časti chotára. Dobrovodská oblasť s okolím patrí do pásma s častým zemetrasením.
Vyššie položený chotár obce ovplyvňuje hodne podnebné pomery obce. Podnebie je mierne teplé, viac vlhké ako na susednej trnavskej rovine. Horské pásmo Malých Karpát zasa chráni sčasti pred severným vetrom, zima trvá pravidelne o týždeň dlhšie ako na rovine, sneh sa udrží dlhšie a jar prichádza skoro o týždeň neskoršie. Hoci sú vodné zrážky nepravidelné, blízkosť lesov zadržiava dostatok vlhkosti. Povrch a podnebné pomery spôsobujú nerovnakú kvalitu pôdy. V južnej časti chotára je úrodnejšie, pôda hnedozemná, v severnej podhorskej časti je menej úrodná podzolová pôda až redzíny, podhorská a lesná zem.
Chotár obce je dosť bohatý na stavebné suroviny najmä hlinu, piesok a kameň., ktoré sa ťažili oddávna, v súčasnosti sa využívajú nielen v meste, ale aj pre potreby okolia. Hlina slúžila na výrobu tehál v obci, kmeň ako materiál na stavby. Spolu s ťažbou dreva i spracovanie surovín v stavebníctve patrili medzi významné odvetvia zamestnania tunajších obyvateľov.
Os chotára v smere sever-juh tvorí Chtelnická dolina, ktorou preteká rovnomerný potok, nazývaný tiež Chtelničanka, nesprávne Výtok podľa miesta kde pramení, vzdialeného od obce približne 7 km. Na tento potok sa napájajú menšie potôčiky, najmä Raková. Potok mal bohatstvo rýb i rakov, dnes znečisťovanie prinieslo úpadok aj do týchto miest. V roku 1995 sa na potoku vybudovala údolná nádrž, ktorá slúži predovšetkým na zavlažovanie i chov rýb. Okrem toho je v chotári menšia vodná nádrž a kúpalisko v rekreačnej oblasti Výtok a menší rybník v parku kaštieľa.
Chotár obce má bohatú flóru i faunu. Zatiaľ čo južná časť je prevažne odlesnená, severnú polovicu pokrývajú husté lesy, čo je viac ako tretina chotára. V nich prevládajú teplomilné dúbravy, dubovo-hrabové porasty s borovicou a bučinami. Medzi listnatými stromami sú zastúpené tiež cer, klen, javor, osika, málo breza, z ihličnatých ešte smrek. Nižšie položené miesta popri potoku tvoria kroviny, jalše, vŕby, miestami vysoký trávnatý porast, ktorý tvorí akoby šúr. V chotári je dosť rozšírená lipa. Park pri kaštieli je druhovo menej pestrý, ale obsahuje i cudzokrajné dreviny. Lesy obsahujú bohatstvo lesných plodín, maliny, jahody, huby atď. V nedávnej minulosti značnú časť chotára tvorili pasienky na pahorkoch a lúky v údoliach, kde sa pásol dobytok a zberalo sa krmivo. Väčšiu časť chotára zaberá už poľnohospodárska pôda. Rozsahom i druhmi pestovaných plodín sa obec podobá priľahlej trnavskej rovine. Dorába sa obilie, kukurica, cukrová repa, zelenina, vínna réva na svahoch obrátených k juhu, ako sú Čeklín, Brnošíny, Osminy a Novosad. Proti váhou teplomilných plodín je dorábanie zemiakov i lúčnych krmovín. Rozmanitá je tiež fauna, zverina a vtáctvo. V lesoch žije jelenia a srnčia zver, líšky, veverice a zajace. Na trávnatých pahorkoch rozmanité hlodavce. V chotári je druhovo bohaté vtáctvo, ale v poslednom období však ich počet sa neustále zmenšuje. Donedávna napríklad ešte hniezdil vzácny orol skalný v časti chotára Klenová-Skalky, poklesol i počet jastrabov a podobne. Poľovníci využívajú možnosť odstrelu bažantov i jarabíc. Celá oblasť pohoria Malých Karpát tvorí chránenú krajinnú oblasť, do ktorej patrí i značná časť chtelnického chotára. Pre budúcnosť a tak zabezpečuje ochrana významného prírodného i rekreačného zázemia západného Slovenska. Miestny význam má pôvodne francúzsky park okolo kaštieľa s ubúdajúcimi cudzokrajnými drevinami.
Chotár obce i najbližšie okolie poskytuje vhodné podmienky na oddych a rekreáciu nielen miestnym obyvateľom, ale aj návštevníkom z okolia. Rekreačné územie sa nachádza predovšetkým pri Výtoku, čo je prameň a vodná nádrž s priľahlým údolím i neďaleké pásmo Klenová-Skalky. Odtiaľ je blízko k rekreačným miestam v Dobrej Vode a Brezovej pod Bradlom. Chtelnická dolina s údolím Rakovej majú tiež vhodné miesta na oddych. Chtelničania tiež obľubujú tiež ďalšie miesta, napríklad údolie pri Róchu s prameňom dobrej pitnej vody, svahy Plešivej, kde rastú májovky, šampióny a jahody. Do Čížovej zase chodia na snežienky, vôbec každý pahorok i údolie chotára obce má svoje čaro.
Krátky oddych na posedenie poskytujú dva parky v intraviláne obce so zeleňou, stromami či kvetinovými záhonmi. Uvedené kúpaliská pri Výtoku a predovšetkým údolná vodná nádrž pod kopcom Pálenica poskytujú dostatok možností na rekreáciu i väčšiemu množstvu návštevníkov z okolia.