Die Gemeinde liegt am Hebertshauser Moos, einem Teil des Dachauer Mooses, im Übergang von der Münchner Schotterebene ins Donau-Isar-Hügelland. Die Gemeinde liegt knapp vier Kilometer nordöstlich von der Kreisstadt Dachau, links der Amper, in die dort die Würm von rechts kommend mündet.
Hebertshausen liegt an der Bahnlinie München – Ingolstadt und hat im S-Bahn-Bereich der Landeshauptstadt München einen eigenen S-Bahn-Haltepunkt. Die Haltestelle „Hebertshausen“ liegt an der S2 (S-Bahnlinie München – Petershausen).