La commune de Prunay-le-Temple se trouve dans l'est des Yvelines et dans le sud du Mantois, à seize kilomètres environ au sud de Mantes-la-Jolie et à treize kilomètres au nord-est de Houdan, le chef-lieu de canton.
Le territoire communal s'étend sur près de 700 hectares sur le plateau du Mantois entre 110 et 130 mètres d'altitude en légère pente vers le nord. Il est délimité vers le nord-est par la vallée de la Flexanville, ruisseau affluent de la Vaucouleurs qui reçoit sur sa gauche le ru de Prunay. Le confluent de ces deux cours d'eau, qui entaillent assez profondément le plateau, se situe à la pointe nord de la commune. Le territoire est en quasi-totalité rural (à près de 96 %) et boisé pour un tiers environ, notamment avec le bois de Prunay situé dans le sud du territoire communal.