Es atravesado por el río Jerte y su altitud es de 515 metros sobre el nivel del mar.

En el término municipal se encuentran los restos del despoblado de Vadillo.

El nombre implantado en el siglo XIII hacía referencia a que está situada sobre un montículo, a 515 m de altitud, ya que en la oronimia se hace referencia al montículo con el término "cabeza".

Además, en Calvarrasa de Abajo hay un lugar despoblado llamado La Cabezuela.

El término municipal de Cabezuela del Valle limita con los siguientes municipios:[13]​ Prácticamente todo el término municipal se encuentra en la cuenca hidrográfica del río Jerte, afluente del río Alagón que nace en la vecina localidad de Tornavacas y desemboca cerca de Galisteo.

[12]​ En este punto[cita requerida] se encuentran tres piscinas naturales («Vao», «Pesquerona» y «Simón Grande»).Según la clasificación climática de Köppen, el clima es templado con verano seco y cálido.

En el valle del Jerte, las precipitaciones medias anuales varían entre los 1000 y 1500 mm.

Éste resulta muy pintoresco, con calles repinadas, vías laberínticas, callejones umbríos (calleja de la Cárcel o el Portal Viejo) que evocan su diseño medieval.

Cabezuela contó en la Edad Media con una importante comunidad judía, que tuvo categoría de aljama y considerable poder económico.

Al intentar salir de la villa yendo hacia el puerto de Tornavacas, una tropa formada por fuerzas regulares españolas, guerrilleros y vecinos atacó a los franceses, dejando quince militares napoleónicos muertos y cuatro heridos.

Ante la posibilidad de que los franceses quemaran Cabezuela en venganza como habían hecho el año anterior en Jerte, se envió desde Coria a cien soldados para proteger la villa.

Este refuerzo militar impidió que el ejército francés volviese a atacar Cabezuela.

En aquella época, la vecina localidad de Vadillo era ya un lugar casi abandonado.

[20]​ En Cabezuela hubo varios incidentes durante esa guerra, pues en diciembre de 1833 hubo un tiroteo nocturno entre absolutistas y liberales y en 1834 se produjo un alzamiento carlista en el municipio.

Entre estos, había 115 rumanos, 24 marroquíes, 5 portugueses y el resto de otras nacionalidades.

[45]​ Comparte instituto de educación secundaria con Navaconcejo, el IES Valle del Jerte.

Su casco histórico rompe la estructura lineal de las demás villas, y presenta una forma urbanística triangular.

La renovada casa consistorial tiene una hornacina en su balcón donde se hospeda el busto de un insigne cabezueleño, José María Muñoz, filántropo famoso en la anterior centuria.

Al resguardo de los profundos portales se celebran animados mercadillos cada viernes.

Su aspecto robusto está reforzado por cinco contrafuertes al exterior que, en el interior, se corresponden con arcos fajones.

Con coro a los pies y un retablo barroco en la cabecera completamente dorado, que posee una gran calidad artística, y se debe al entallador castellano Juan de Arenas, realizado entre los años 1681-1683.

[53]​ Otras construcciones religiosas son las ermitas, todas pertenecientes al período barroco (siglo XVIII).

[53]​ El Museo de la Cereza se ubica en una casa típica verata, rehabilitada pero respetando su forma tradicional.