La commune de Senlisse compte parmi ces quelques villages de la Haute Vallée de Chevreuse auxquels la variété des paysages et le patrimoine architectural confèrent un environnement exceptionnel que les générations ont su sauvegarder.
Caractéristique du Hurepoix, le relief de la commune de Senlisse est des plus simples à décrire : le plateau, qui culmine autour de 175 m est tranché par la vallée tantôt étranglée, tantôt plus large du rû des Vaux, selon une orientation sud-ouest – nord-est.
Le plateau est le domaine de la grande culture de type céréalier, à l'est du terroir, tandis que le bois des Maréchaux (qui appartient à la forêt domaniale de Rambouillet) le recouvre à l'ouest.
Les versants sont le domaine de la forêt.
La commune de Senlisse est arrosée par le rû des Vaux qui coule depuis Auffargis vers le sud-est, mais fait un coude brusque vers le nord-est.
Le rû des Vaux traverse l'étang des Roches dont le plan d'eau artificiel est créé par la digue sur laquelle est bâti l'ancien moulin des Roches.
De part et d'autre de cet étang et au long du rû, en amont, les versants abrupts et boisés, semés de blocs de grès, créent l'un des sites les plus célèbres et les plus fréquentés des environs de Paris.
Senlisse occupe une place centrale dans le Parc naturel régional de la Haute Vallée de Chevreuse, auquel elle a adhéré en 1985.