Bordé à l'est par le Hoyoux, rivière qui conflue avec la Meuse à Huy, Marchin épouse le relief du Condroz fait de tiges et de chavées dont certaines sont arrosées par la Vyle, le Triffoy et le Lileau, tous affluents du Hoyoux.
La commune est composée des sections de Marchin et de Vyle-et-Tharoul situé plus au sud et comprenant les hameaux de Jamagne, Molu et Tharoul.Le toponyme Marchin est utilisé par deux villages distants d'environ 2,5 km :
Le premier appelé Grand-Marchin est en réalité le moins étendu et le moins peuplé mais le plus ancien (plusieurs fermettes construites en moellons de grès). Il s'est implanté sur un tige dominant au nord la vallée du Lileau et au sud celle du Triffoy. Quant à Marchin appelé aussi Marchin-Centre situé plus au nord, il se compose d'un important ensemble bâti partant de la rive gauche du Hoyoux et s'élevant progressivement sur le versant nord du Lileau en réunissant les hameaux ou lieux-dits du Fond du Fourneau, du Fourneau, des Dix Bonniers, de Belle-Maison et du Thier Boufflette. L'administration communale se trouve à Belle-Maison et l'athénée royal Prince Baudouin de Marchin est implanté au Fourneau.