Castelfranco di Sotto sorge sulla pianura alluvionale dell'Arno, a soli 16 metri sul livello del mare e a 29 km dalla costa tirrenica. Il territorio, prevalentemente piatto e fertile, è punteggiato da lievi ondulazioni come il Poggio Mozzo (109 m) e da risorgive come la Fonte di Pierdo. Con una densità di 284 ab/km², il paese conserva un carattere rurale e ordinato, lontano dal turismo di massa.
L'economia locale si basa su agricoltura e piccola industria. Il reddito medio annuo è di 22.528 euro, mentre il prezzo delle case si attesta a 1.171 €/m². Il comune rientra nell'area di produzione del Chianti DOCG e del Chianti Classico DOP, ma anche di altri prodotti tipici toscani come la Cinta Senese DOP e il Pane Toscano DOP. La copertura FTTH raggiunge il 60% delle abitazioni.
Il clima è temperato, con una media di 15 °C e 920 mm di pioggia annui. Il rischio idrogeologico è molto alto, e il suolo consumato è il 10,7%. Il borgo vanta 7 monumenti e 2 musei, e dista circa 60 km dai siti UNESCO di Pisa e San Gimignano. L'indice di vecchiaia (193) e il saldo naturale negativo (-90) riflettono un progressivo invecchiamento della popolazione.
