Castelfranco Emilia sorge nella pianura padana, tra Bologna e Modena. Il territorio comunale risulta essere molto ricco di acqua, in particolar modo è diffuso il fenomeno delle risorgive. Il centro storico è sorto lungo la direttrice principale che taglia a metà il paese: la via Emilia. Dagli inizi degli anni novanta, il paese ha conosciuto una rapida crescita demografica che ha portato un'espansione dell'agglomerato urbano in direzione sud, in quanto la zona nord è limitata dal passaggio dell'asse ferroviario. Il vasto territorio comunale è caratterizzato da una campagna intensamente coltivata. Sono presenti aree boschive di modeste dimensioni: Bosco Albergati e Villa Sorra. Tra le specie che ospitano le acque dolci di Castelfranco c'è l'alborella