Villette-d'Anthon est située dans l'Isère, en région Auvergne-Rhône-Alpes, sur la frontière du département de l'Ain et du Rhône, à 23 km à l'Est de Lyon, 1,5 km au Sud-Est de Jons, 3,5 km au Nord-Ouest de Chavanoz, 6,5 km au Sud de Balan et de Niévroz. La commune est également située à une dizaine de km au Nord-Est de Meyzieu ainsi que de L'aéroport de Lyon-Saint-Exupéry.