Il paese è sito a cavallo tra le Marche e l'Umbria ed è attraversato dalla Via Flaminia, importante arteria che collega Roma alla costa adriatica. Posto ai piedi del massiccio del Catria, che, coi suoi 1702 m s.l.m., è la quota più alta della provincia di Pesaro e Urbino ed una delle principali vette dell'Appennino umbro-marchigiano, è immerso in estese e secolari faggete ad altofusto tra cui va ricordato il bosco di Tecchie, istituito parco pubblico nel 1986. Michele Mercati, biologo, naturalista ed archiatra pontificio (1541-1591), descrive ampiamente Cantiano nella sua opera botanica e mineralogica intitolata "Metalloteca Vaticana" (1574), ricordandolo per l'amenità dei luoghi e per le ricchezze naturali, nonché per la copiosa quantità di fossili. In effetti, ancora oggi, i monti circostanti sono ricchi di frammenti fossiliferi.