È situato nella zona settentrionale della Toscana, sulle pendici del Montalbano, massiccio collinare ricco di vigneti e oliveti e di terrazzamenti sorretti da caratteristici muri a secco.

La parte più antica di Vinci presenta una pianta a forma di mandorla, insolita in questa zona della Toscana. Vista dall'alto, fa pensare a un'imbarcazione a due alberi (dove i due alberi sarebbero la torre della Rocca dei Conti Guidi e il campanile della chiesa di Santa Croce). Il centro storico del borgo leonardiano è noto, per questo motivo, anche come “Castel della Nave”.