De parochie Canillo ligt in het noordoosten van het land en grenst in het noorden en oosten aan het departement Ariège, in het zuidoosten aan het departement Pyrénées-Orientales (Frankrijk), in het zuiden aan de parochie Encamp en in het westen aan de parochie Ordino.
De hoogste berg van de gemeente is de Pic de l'Estanyó (42°36′31″N 1°35′33″E / 42,60861°N 1,59250°E / 42,60861; 1,59250 (Pic de l'Estanyó)) met een hoogte van 2.915 m boven de zeespiegel; hij ligt op de grens met de gemeente Ordino.
De belangrijkste rivier in Canillo is de Valira d'Orient, ook bekend als Valira d'Encamp.
Het grootste meer van Andorra, Estany de Juclà ("Juclar meer"), ligt in de parochie Canillo; het heeft een oppervlakte van 0,21 km2 (0,08 sq mi).