Sur le plateau agricole du Mantois, à huit kilomètres au sud-ouest de Mantes-la-Jolie, Fontenay-Mauvoisin se trouve dans le nord-ouest du département des Yvelines, en région Île-de-France. Ce village rural, à double fonction agricole et résidentielle, est limitrophe de Soindres, Favrieux, Perdreauville, Jouy-Mauvoisin et Buchelay. Implanté à environ 145 mètres d'altitude dans l'amorce d'un vallon ouvert vers le nord, en limite du versant de la vallée de la Seine, il ne compte aucun cours d'eau permanent. Les cultures couvrent l'essentiel du territoire, les bois morcelés en occupent environ 5 %, et l'habitat, groupé dans le village, mêle maisons traditionnelles anciennes et maisons individuelles plus récentes. Les routes départementales 110 et 928 longent la commune et mènent à l'autoroute A13, accessible par les échangeurs de Mantes-Sud et de Mantes-Ouest ; la gare la plus proche est celle de Mantes-la-Jolie. Un petit bosquet occupe les vestiges de l'ancien château. Dépôt sauvage, éclairage public en panne, chaussée dégradée ou espace vert mal entretenu : via Signaleo, chacun transmet son signalement à la mairie de Fontenay-Mauvoisin.

Ecole primaire