Au pied du versant nord de la montagne de Rosières, Fresnoy-le-Luat est un village périurbain du Valois, situé au sud-est du département de l'Oise, en région Hauts-de-France, au sein du parc naturel régional Oise-Pays de France. Il occupe le centre d'un triangle formé par Crépy-en-Valois, à 9 kilomètres à l'est, Senlis, à 13 kilomètres à l'ouest, et Nanteuil-le-Haudouin, à 9 kilomètres au sud. La LGV Nord traverse la commune du nord au sud, et l'ancienne route nationale 324 la longe au nord. Le point culminant se situe au bois de l'Enceinte, à 149 mètres, tandis que le nord du territoire s'ouvre vers la rivière Sainte-Marie et la vallée de l'Automne, et l'ouest vers la vallée de l'Aunette. La commune compte deux monuments historiques : l'église Saint-Martin de Fresnoy, bâtie au XIIIe siècle et remaniée au XVIe dans un style gothique flamboyant, dont le clocher est inscrit depuis 1928, et l'église Saint-Jean-l'Évangéliste du Luat, inscrite la même année. La chapelle Saint-Maurice de Ducy, ancienne église paroissiale du XIIe siècle, complète ce patrimoine. Les habitants signalent un dépôt sauvage, une voirie abîmée, un espace vert à entretenir ou un éclairage défaillant à la mairie de Fresnoy-le-Luat via Signaleo.

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