Le nom de la commune provient du latin "vitréa" qui signifie eau, source.
En effet, une source sort près de la statue de la Vierge, dans les vignes et traverse le village. Elle a toujours alimenté les deux fontaines de Vitreux.
Altitude: 210 mètres.
Superficie: 785 ha dont 356 ha 91 ares de bois.
- Forêt communale indivise de Pagney Vitreux, Vaudenay 251 ha 92 ares
- Forêt communale de Vitreux, Bois d'Amont 104 ha 99 ares
Le village est situé dans la vallée de l’Ognon, le long de la route départementale n°459 qui relie Besançon à Dijon, contre un coteau qui s'incline sur la rive gauche de l'Ognon. C'était autrefois un territoire de vignobles.