Entre forêt de Chaux et vallée de la Loue
Chatelay se situe au nord du territoire du Val d’Amour, entre Germigney et Chissey-sur-Loue. La commune appartient à l’aire d’attractivité de Dole, ville dont elle est distante d’une trentaine de kilomètres. Chatelay se déploie entre la basse vallée de la Loue et la forêt de Chaux, laquelle occupe environ 80 % de son territoire. Son nom est sans doute hérité du Moyen-Age, période à laquelle devait être érigé un petit château, ou châtelet, pour assurer la surveillance et la défense des lieux.