Entourée par le vignoble gaillacois, Cestayrols se trouve au centre du « Triangle d'Or » formé par Albi, Gaillac et Cordes-sur-Ciel, dans le nord-ouest du département du Tarn, en région Occitanie. La commune appartient au Gaillacois, pays qui doit sa notoriété à la qualité de ses vins, et elle est issue du regroupement de trois anciennes paroisses : Cestayrols, Lincarque et Roumanou. Elle est limitrophe de Bernac, de Cahuzac-sur-Vère, de Castanet, de Donnazac, de Fayssac, de Noailles et de Villeneuve-sur-Vère. Son territoire, situé dans le bassin de la Garonne, est traversé par la Vère, affluent de l'Aveyron qui prend sa source au Garric, et par le ruisseau de Vieulac, qui rejoint le Tarn à Brens. Les ruisseaux de Pré-Long, de Bésou, de Bonnefon et de la Rauze complètent ce réseau hydrographique. Pour signaler un problème de voirie, un défaut d'entretien des espaces verts, un dépôt sauvage ou un lampadaire en panne, les habitants transmettent leur demande à la mairie de Cestayrols via Signaleo.

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