Ymeray liegt etwa 17 Kilometer nordöstlich von Chartres und etwa 17 Kilometer südwestlich von Rambouillet. Der Fluss Voise begrenzt die Gemeinde im Norden. Umgeben wird Ymeray von den Nachbargemeinden Gallardon im Norden, Bleury im Osten, Le Gué-de-Longroi im Süden, Champseru im Südwesten und Westen sowie Bailleau-Armenonville im Westen und Nordwesten.