Arrosée par la Vesdre, un sous-affluent de la Meuse, elle est située à une dizaine de kilomètres au sud-est de Liège. Comme son nom l'indique, plusieurs sources d'eau chaude, uniques en Belgique, jaillissent de son sous-sol rocheux à une température de 36,6°C.

Certaines de ces sources exploitées offrent des eaux faiblement minéralisées, recommandées par l'Académie belge de Médecine pour l'alimentation des nourrissons et mises en bouteilles sur place pour la grande distribution. D'autres sources sont destinées aux cures thermales, idéales pour le traitement des rhumatismes.

Le fort de Chaudfontaine, détruit en partie durant la seconde guerre mondiale, surplombe la commune, offrant un magnifique panorama. Dans ses murs, on y cultive des champignons de Paris. De là, partent diverses promenades vers le Casino de Chaudfontaine et les source thermales, ainsi que vers l'entité de Vaux-Sous-Chèvremont.

En haut de la colline de Chèvremont, la Basilique domine la vallée de la Vesdre ainsi que la ville de Liège avec son superbe point de vue. L'angle de vue va de la colline de Cointe à Coronmeuse.