La carrière du Bois d'Esneux est située sur le versant Ouest de la vallée de l'Ourthe (rive gauche), à environ 1,5 km au Sud et en amont d'Esneux. L'entrée du site se trouve dans la vallée; la carrière est ouverte sur le versant et s'étend vers l'Ouest, entamant le plateau condrusien. A proximité du site, ce plateau est entaillé d'Est en Ouest par deux vallons encaissés parcourus par deux affluents de l'Ourthe : la Pisserotte et le Ri d'Oneux.