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. Údolím Prochotského potoka vedie i jediná prístupová komunikácia do kotliny, cesta III/2495, odbočujúca v Hliníku nad Hronom z I/65 (Žarnovica – Žiar nad Hronom).