La commune de Fontaines se situe au milieu du Val-de-Ruz et est entourée des communes de Boudevilliers, les Hauts-Geneveys, Fontainemelon, Cernier, Engollon, Fenin-Vilars-Saules et Valangin.

De toutes les communes du canton de Neuchâtel, Fontaines est la seule à posséder 2 enclaves. L'une se trouve entre Fontainemelon et la route de la Vue-des-Alpes, en nature de forêts. L'autre, beaucoup plus vaste, est de 6 km² et va des Loges aux Convers et de la Roche-aux-Crocs à la Grand-Combe.

Il comprend notamment Les Loges, La Vue-des-Alpes, La Grognerie, La Safrière, Derrière Tête-de-Ran, la Petite Corbatière, Le Pré de Suze, Les Convers, La Grand-Combe et le Montperreux. Fontaines est donc limitrophe avec la Sagne, La Chaux-de-Fonds et Renan.