Marchaux-Chaudefontaine est une commune nouvelle française située dans le département du Doubs, la région culturelle et historique de Franche-Comté et la région administrative Bourgogne-Franche-Comté. Ses habitants sont appelés les Marchaliens-Caldifontains. Sa population est de 1 447 habitants au recensement de 2023. Elle est membre de l'intercommunalité Grand Besançon Métropole.