Vilasantar está situado en el sur de la Comarca de Betanzos. Limita al norte con los municipios de Curtis y Oza-Cesuras, al oeste con el municipio de Mesía, al este con el de Sobrado (La Coruña) y al sur con el de Boimorto. Su superficie es de 59,2 km².
Se sitúa en una zona de altitud media, estando la mayor parte del municipio entre los 400 y los 500 metros sobre el nivel del mar. Tiene gran importancia el río río Tambre (que delimita la frontera sur con Boimorto), y sus afluentes, entre los que destacan el río Cabalar y el río das Gándaras.