Espenau liegt wenige Kilometer nördlich von Kassel bw. direkt nördlich von Vellmar zwischen dem Habichtswald im Südwesten und dem Reinhardswald im Nordosten. Es befinden sich auf einer maximal 280 m hoch gelegenen Hochfläche die Ursprungsgebiete des westlichen Fulda-Zuflusses Espe (mittig zwischen Hohenkirchen und Möncheberg verlaufend) und des südlichen Diemel-Zuflusses Esse.

Die Ortsteile von Espenau liegen dicht beieinander, dennoch gibt es viel Freiraum im Gemeindegebiet. Am Nordrand von Hohenkirchen befindet sich eine Teichanlage mit dem Esse-Ursprung. Eine recht ausgedehnte Waldfläche mit dem Staufenberg und dem Forstgebiet „Brand“ und dem davor befindlichen Glockenteich schließt sich westlich der Gemeinde an, nördlich liegen weitläufige Wiesen und Felder.

Quelle: Gemeinde Espenau