La Chapelle-du-Noyer liegt etwa zwei Kilometer südwestlich des Stadtzentrums von Châteaudun. Umgeben wird La Chapelle-du-Noyer von den Nachbargemeinden Châteaudun im Norden und Osten, Thiville im Osten und Südosten, Cloyes-les-Trois-Rivières im Süden und Südwesten sowie Saint-Denis-Lanneray im Westen und Nordwesten.