Beynes s'étend dans la vallée de la Mauldre, à 25 km à l'ouest de Versailles, à une altitude de 90 m environ sur cinq km et, de part et d'autre, sur les plateaux limoneux de la plaine de Versailles jusqu'au ru de Gally à l'est, et du Mantois à l'ouest, à une altitude variant de 100 à 120 m. À l'ouest, elle englobe la plus grande partie de la forêt domaniale de Beynes.
L'urbanisation, concentrée à l'origine dans la vallée autour du vieux bourg, s'est étendue d'abord vers le sud dans le quartier de l'Estandart, au débouché de la vallée du ru Maldroit, puis sur les coteaux à l'est avec les très grands lotissements pavillonnaires des Chênes et du Val des Quatre Pignons datant des années 1970. Quelques hameaux et écarts émaillent le territoire communal tels que Moque-Panier, au sud, sur la route de Villiers-Saint-Fréderic, la Maladrerie, au nord, sur la route de Mareil-sur-Mauldre, Les Pissottes, à l'ouest, sur la route de Thoiry à Neauphle-le-Vieux ou la Couperie, au nord-ouest, sur la route de Marcq.
À l'est, une grande partie du territoire communal est occupée par le camp militaire de Frileuse.