Vilshofen an der Donau liegt an der Einmündung der Nebenflüsse Vils, Pfudrach und Wolfach, südlich des Bayerischen Waldes, ca. 20 Kilometer flussaufwärts von Passau. Durch diese Zuflüsse in die Donau nennt man Vilshofen auch die kleine Drei-Flüsse-Stadt.
In Vilshofen endet zudem der insgesamt ca. 113 Kilometer lange Vilstalradweg, der dort an den Donauradweg und an den EuroVelo6 anknüpft, die Flüsseroute vom Atlantik bis zum Schwarzen Meer, entlang der Ufer von sechs europäischen Flüssen.
Des Weiteren gibt es den Verkehrslandeplatz Vilshofen, der ca. 1956 eröffnet wurde und über eine ca. 1.257 Meter lange betonierte Start- und Landebahn verfügt.