Prochotská kotlina je geomorfologickou časťou Nízkeho Vtáčnika. Leží v jej strednej časti, približne 10 km západne od mesta Žiar nad Hronom v rovnomennom okrese. Kotlina sa nachádza vo východnej polovici pohoria Vtáčnik, v strednej časti podcelku Nízky Vtáčnik. Leží v blízkom okolí obce Prochot, na oboch brehoch Prochotského potoka. Vnútrohorská poloha spôsobuje, že táto časť susedí len s podcelkom Nízky Vtáčnik.
Zo severozápadu na juhovýchod preteká územím kotliny Prochotský potok, ktorý tu priberá viaceré menšie vodné toky, medzi nimi Majspiakovský a Jastrabský potok.