Au bord de la Dordogne, Carennac occupe le nord du département du Lot, en région Occitanie, sur le causse de Gramat, et figure parmi Les Plus Beaux Villages de France. Outre le village chef-lieu, la commune comprend le gros village de Magnagues et le hameau de Broche ; le gouffre de Padirac et Rocamadour ne sont qu'à quelques kilomètres. Ses voisines sont Bétaille, Floirac, Gintrac, Miers, Tauriac et Vayrac, et une station hydrométrique, au pied d'une pile du pont, surveille la rivière. La gare de Bétaille, sur la ligne d'Aurillac à Brive-la-Gaillarde, dessert le village. Drainé par la Dordogne et le Palsou, le territoire compte un site Natura 2000, la « vallée de la Dordogne quercynoise », trois espaces protégés, dont les « falaises lotoises (rapaces) », et cinq zones naturelles d'intérêt écologique, faunistique et floristique. La commune se trouve aussi dans le périmètre du géoparc des causses du Quercy, classé en 2017 et membre du réseau mondial des Géoparcs soutenu par l'UNESCO. Elle relève de l'aire d'attraction de Biars-sur-Cère - Saint-Céré, et ses habitants sont les Carennacois. Pour signaler un problème de voirie, un éclairage défaillant, un dépôt sauvage ou un espace vert négligé, les habitants transmettent leur demande à la mairie de Carennac via Signaleo.

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