Situado en el norte de la provincia y a 17 kilómetros de su capital (Ourense), el concello de Vilamarín ocupa una superficie de 56 km cuadrados. Se encuentra aproximadamente a 42º 28' de latitud norte y a 7º 55' de longitud oeste.
Sus límites son: al norte el Concello de Carballedo (Lugo), al este el Concello de A Peroxa, al sur el Concello de Amoeiro y al oeste el Concello de San Cristovo de Cea.
Vilamarín comprende nueve parroquias: Boimorto, León, Orbán, Pazos de Monte, Reádegos, Río, Sobreira, Tamallancos y Vilamarín. A su vez, cada una de ellas cuenta con lugares, aldeas y caseríos.
Ciudades y villas próximas a Vilamarín:
- San Cristobo de Cea: 7.7 km
- Amoeiro: 7.9 km
- Coles: 8.4 km
- A Peroxa: 8.5 km
- Piñor: 9.9 km
- Carballedo: 11.6 km
- Maside: 12.4 km
- Punxín: 13.8 km
- Ourense: 14.1 km
- Pereiro de Aguiar: 14.8 km
- Nogueira de Ramuín: 14.8 km
Medio físico
Conviene tener presente la existencia de dos zonas:
Una que ocupa el tercio norte y el ángulo sureste (Belquirime-Fontedemouros), caracterizada por su paisaje montañoso, con pendientes entre el 7% y el 30% y donde los ríos transcurren por canales encajados. En cuanto a su sustrato, está formado por materiales muy alterados.
Otra zona ocupa el resto del municipio y presenta una fisonomía más ondulada con pendientes inferiores al 7%. Su sustrato, al igual que en la anterior, se encuentra formado por materiales muy alterados.
El relieve se caracteriza por su marcado aplanamiento, prolongación de los Chaos de Amoeiro, y porque coincide en parte con el escalón de menor altitud de la Serra do Faro.
La Serra da Martiñá es rica en granito y rocas de esta familia, y la disgregación de los materiales favorece la presencia de formas y microformas, lo que confiere personalidad al paisaje de la zona septentrional del Concello. Además, alberga las mayores alturas, como sucede con A Pedriza (822 m), ya en el límite con San Cristovo de Cea, y el Penedo Sarnoso (751 m), en el límite con la provincia de Lugo.
En el ángulo noreste se alzan los montes de Orbán. A medida que se desciende hacia el sur, las cotas pierden altura, no llegando ninguna a los 700 metros; la más conocida por sus restos arqueológicos es Santa Águeda (628 m).
Las tierras de mayor altitud se encuentran en la franja norte y este del municipio, donde se superan los 700 metros, por ejemplo, en las estribaciones de la Serra da Martiñá, con 774 metros.
El resto del territorio está marcado por el Río Barbantiño, afluente del Miño, nacido en las tierras del norte del Concello y que lo atraviesa de noreste a suroeste, dando lugar a un elevado valle.
Con una altitud media de 500 metros, destaca como núcleo de población de menor altitud Arbor (380 m) y el de mayor Toldavía (648 m). En las tierras que se sitúan al sur están las altitudes más bajas, rondando los 400 metros.