Fusiegemeente bestaande uit de hoofdgemeente Machelen ten noorden en de deelgemeente Diegem ten zuiden. De gemeente die deel uitmaakt van het arrondissement Halle-Vilvoorde in de provincie Vlaams-Brabant, vertoont een licht golvend landschap en ligt op ongeveer 10 km van het centrum van Brussel. Ze wordt ten noorden begrensd door Vilvoorde, ten oosten door Melsbroek, deelgemeente van Steenokkerzeel, ten zuidoosten door Zaventem, en ten zuiden en ten westen door het Brussels Hoofdstedelijk Gewest. Het grootste deel van de gemeente ligt in de vallei van de Woluwebeek die thans is overwelfd; haar loop ligt onder de huidige Woluwelaan.

Het hedendaagse uitzicht van de gemeente wordt sterk bepaald door de aanwezigheid van de Brusselse Ring met meerdere verkeerswisselaars en de erop aansluitende autosnelwegen. Deze verkeersinfrastructuur buiten beschouwing gelaten, worden de belangrijkste assen gevormd door de Haachtsesteenweg die de gemeente van zuidwest naar noordoost doorkruist, de daarop aansluitende Luchthavenlaan als transit richting Vilvoorde en de Woluwelaan die zorgt voor een directe verbinding tussen de industriezone in het westen van de gemeente en de Brusselse Ring. Daarnaast is er de dominante aanwezigheid van de Nationale Luchthaven van Zaventem (150 ha) en het aansluitende "Airport Businesspark" met onder meer aanverwante bedrijven, recente kantoorcomplexen en verblijfsaccommodatie in Diegem-Zuid; de bijhorende cargoafdeling van de luchthaven beslaat het zuidoostelijke deel van Machelen en loopt gedeeltelijk door over Diegem; een oudere industriezone beslaat het westelijke deel van Machelen en wordt aan de oostzijde begrensd door de Woluwelaan.

De totale oppervlakte van de gemeente bedraagt 1160 ha, het aantal inwoners bedroeg 12 109 op 1 januari 2005.