Se encuentra enclavado en la comarca castellonense del Alto Mijares, situándose el núcleo urbano en un pintoresco emplazamiento sobre un monte elevado por encima de los campos y los barrancos, en el sector noroccidental del Parque Natural de la Sierra de Espadán.

El núcleo urbano se sitúa a una altura de 644 m. sobre el nivel del mar. Villamalur posee un término muy accidentado en cuanto a su relieve se refiere, teniendo una altura media de 700 m. Destacan entre sus montes el Alto del Pinar, con una altura de 1047 m.

Su entorno es accicentado y cubierto de bosques de pinos, alcornoques y encinas alternados con cultivos principalmente de cerezos, almendros y olivos.