La città è situata su uno sperone tufaceo, tra le profonde gole di due affluenti del Treja che raggiunge dopo poco la foce nel Tevere, non lontano dai Monti Cimini, lungo la via Flaminia nella Valle del Tevere. Si trova in una zona originata dalle eruzioni del vulcano Vicano che hanno generato il tufo rosso, che caratterizza il territorio. In seguito all'innalzamento dell'area, l'azione erosiva delle acque ha dato origine alle profonde gole che sono uno dei caratteri più suggestivi del paesaggio.

Come raggiungerci: Civita Castellana è collegata tramite la Strada Provinciale 27 Faleriense a Fabrica di Roma, e tramite la strada provinciale 29 Cenciano a Corchiano.

La SS3 Flaminia passa a fianco di Civita Castellana e permette il collegamento della città con l'autostrada A1 Milano-Napoli attraverso il casello di Magliano Sabina.

Il comune è servito da tre stazioni ferroviarie poste lungo la ferrovia Roma-Civita Castellana-Viterbo, gestita da ASTRAL: la stazione di Civita Castellana, la stazione di Catalano e la stazione di Pian Paradiso. Le stazioni sono servite dai collegamenti ferroviari gestiti da Cotral nell'ambito del contratto di servizio stipulato con la Regione Lazio.

La città è inoltre servita dalla stazione di Civita Castellana-Magliano, sulla ferrovia Firenze-Roma, gestita da Rete Ferroviaria Italiana (RFI). La stazione è servita da treni regionali svolti da Trenitalia nell'ambito del contratto di servizio stipulato con la Regione Lazio.

I trasporti pubblici urbani sono gestiti dalla società Vitertur, i trasporti interurbani vengono svolti con autobus gestiti dalla COTRAL.