Source de deux affluents de l'Yvette, Boullay-les-Troux se situe à trente kilomètres au sud-ouest de Paris, dans le département de l'Essonne, en région Île-de-France, à quatorze kilomètres au sud-ouest de Palaiseau. Le Montabé, qui donne son nom à l'un des hameaux, et le Moulecrotte prennent naissance sur la commune avant de rejoindre l'Yvette, dans la vallée de Chevreuse. Ces deux cours d'eau délimitent un espace protégé qui abrite notamment des écrevisses à pattes blanches, espèce protégée. L'altitude varie de 99 à 177 mètres. Avant la Seconde Guerre mondiale, le tronçon Saint-Rémy-lès-Chevreuse-Limours de la ligne de Sceaux desservait la commune, et un lieu-dit porte encore le nom de gare de Boullay. Dans la forêt, entre Boullay-les-Troux et Saint-Rémy-lès-Chevreuse, se trouve le petit hameau de Montabé. Ses habitants se nomment les Boullaisiens. Pour signaler une chaussée dégradée, un éclairage public défaillant, un dépôt sauvage ou des espaces verts à entretenir, les habitants contactent la mairie de Boullay-les-Troux via Signaleo.

Ecole primaire JEAN-THEODORE LEPEINTRE