Villarreal est située dans la plaine côtière de la province de Castellón, à seulement 7 km de la mer Méditerranée et à environ 65 km au nord de Valence. Elle se trouve entre la rivière Mijares et les contreforts de la Sierra de Espadán, ce qui lui confère une position géographique stratégique, entre mer, montagne et grandes voies de communication.
La ville est voisine de Castellón de la Plana, la capitale provinciale, ce qui facilite les échanges économiques et touristiques. Elle se trouve également à quelques minutes des plages d’Almassora et de Burriana, accessibles en voiture ou à vélo, et à proximité de parcs naturels comme le désert de les Palmes.
Le climat de Villarreal est méditerranéen, avec des hivers doux et des étés chauds et secs. Les températures estivales atteignent régulièrement les 30 °C, tandis que les hivers restent agréables, autour de 10-15 °C. Le printemps et l’automne sont les périodes idéales pour visiter, profiter des événements extérieurs et explorer la région.