Bures-sur-Yvette est arrosée par la rivière l'Yvette. Elle se situe le long de la ligne B du RER.

Un important ouvrage d'art, le viaduc des Fauvettes, se situe en partie sur le territoire communal, à la frontière avec Gometz-le-Châtel. Ce viaduc, gravement endommagé par un bombardement aérien en 1944, présentait des risques d'effondrement. Il a été entièrement restauré dans le courant de l'année 2004.