Gröbenzell entstand aus ehemaligen Ortsteilen von München, Geiselbullach, Puchheim und Olching und liegt rund 8 km östlich von Fürstenfeldbruck und rund 20 km westlich vom Münchener Zentrum.
In der näheren Umgebung befinden sich Olching, Esting, Lochhausen, Langwied, Aubing, Allach, Puchheim und Eichenau.

