Die Gemeinde Châtelus liegt im Westen des Vercors-Massivs an der Grenze zum Département Drôme, etwa 33 Kilometer westsüdwestlich von Grenoble an der Bourne, die die Gemeinde im Norden begrenzt, in der historischen Landschaft Dauphiné. Charakteristisch sind die Schluchten, Wasserfälle und Höhlen im 12,3 km² großen Gemeindegebiet, das vollständig im Regionalen Naturopark Vercors liegt. Zur Gemeinde Châtelus gehören die Weiler Les Saffrières und Vezor. Im Westen begrenzt der Vernaisson die Gemeinde. Umgeben wird Châtelus von den Nachbargemeinden Choranche im Norden, Saint-Julien-en-Vercors im Osten, Échevis im Süden sowie Pont-en-Royans im Westen.
