Die Gemeinde Chéserex liegt im Bezirk Nyon im Parc Jura vaudois im Waadtländer Jura. Das Gemeindegebiet erstreckt sich vom Dorf Chéserex auf der Ebene am Jurasüdfuss über dem Genfersee bis zum Gipfel des La Dôle im Westen. Zur Gemeinde gehört Chéserex, die Chaletsiedlung La Florettaz, Le Crêt und Bonmont. La Dôle, der mit 1'677 m ü. M. zweithöchste Berg des Schweizer Juras, liegt auf der vordersten Jurakette und ist Standort einer Messstation des Bundesamtes für Meteorologie und Klimatologie. Der dicht bewaldete Jurasüdhang unterhalb des Gipfels ist das Quellgebiet des Flüsschens Asse.
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