Die Gemeinde Serpaize liegt auf einem Plateau etwa fünf Kilometer nordöstlich von Vienne und etwa 23 Kilometer südsüdöstlich von Lyon, das nach Norden sanft zum Sévenne-Tal, nach Süden steil zum Véga-Tal abfällt. Umgeben wird Serpaize von den Nachbargemeinden Villette-de-Vienne im Norden, Luzinay im Nordosten, Septème im Osten, Pont-Évêque im Süden, Vienne im Südwesten sowie Chuzelles im Westen und Nordwesten. Im Norden hat die Gemeinde einen Anteil an einem Erdöl-Tanklager.