L’abitato di Montalenghe si distende ai piedi della collina che delimita verso sud l’imponente Anfiteatro Morenico di Ivrea. L’anfiteatro, di origine glaciale, fu costruito dall’accumulo dei detriti raccolti nella lenta e plastica avanzata del Ghiacciaio Baltico che sboccò dalla Valle d’Aosta, avanzando sulla pianura antistante per oltre 25 km ed allargandosi per oltre 20 km.

L’altimetria di Montalenghe, partendo da un’altezza minima di 280 metri fino a raggiungere i 436 metri della sommità della collina, unita all’esposizione verso sud, consente di ammirare tutto il panorama pianeggiante fino alla città di Torino.

A Nord è cinto dalla suddetta collina morenica che si stende dal confine con i Comuni di Vialfrè (Nord-Ovest) e Cuceglio (Nord-Ovest), Mercenasco (Nord) fino a Orio Canavese (Nord-Est). L'abitato si sviluppa dall'area collinare fino alla parte centrale del territorio comunale e alcune case sparse e attività commerciali sono presenti nella parte Sud prevalentemente agricola.

Ad Ovest Montalenghe confina con il Comune di San Giorgio Canavese e San Giusto Canavese, a Sud con i Comuni di Foglizzo e ad Est con il Comune di Orio Canavese.

L'autostrada A5 corre lungo l'asse Nord-Sud posto verso il confine con San Giorgio Canavese e Cuceglio.

L'unico corso d'acqua presente è rappresentato dal Canale artificale di Caluso e scorre nella parte Sud del paese con direzione Ovest-Est.

Lungo il Canale sono presenti alcuni laghi, principalmente tre laghi di origine sorgiva, nella zona Sud del Territorio. Questi laghi si trovano nell'area chiamata Gogliasso.