Chambornay-lès-Bellevaux ist eine Gemeinde im französischen Département Haute-Saône in der Region Bourgogne-Franche-Comté.

Chambornay-lès-Bellevaux liegt auf einer Höhe von 230 m über dem Meeresspiegel, 5 km südöstlich von Rioz und etwa 18 km nordnordöstlich der Stadt Besançon (Luftlinie). Das Dorf erstreckt sich im Süden des Départements in der breiten Talebene des Ognon am Rand der Höhen von Châtelard.

Die Fläche des 5,89 km² großen Gemeindegebiets umfasst einen Abschnitt des mittleren Ognon-Tals. Die südliche Grenze verläuft meist entlang dem Ognon. Dieser fließt hier mit mehreren Mäandern durch eine Alluvialebene, die eine Breite von ein bis zwei Kilometern aufweist und durchschnittlich auf 225 m liegt.