Comuna Pătrăuţi este situată în partea de nord-vest a municipiului Suceava la cinci kilometri faţă de cartierul Iţcani. La vest se învecinează cu satul Dărmăneşti, la sud cu Şcheia, la est cu Mitocu Dragomirnei, iar la nord se află pădurea care o desparte de satul Călineşti.
Localitatea este aşezată în plină zonă a Podişului Sucevei, la aproximativ 1,5 kilometri de râul Suceava.