Exposé à un climat océanique altéré, Villemade est drainé par l'Aveyron, le Tarn, le Grand Mortarieu et le ruisseau du Dagran. La commune possède un patrimoine naturel remarquable : un site Natura 2000 (Les « vallées du Tarn, de l'Aveyron, du Viaur, de l'Agout et du Gijou »), https://5vallees.n2000.fr/accueil , un espace protégé (le « cours de la Garonne, de l'Aveyron, du Viaur et du Tarn ») et trois zones naturelles d'intérêt écologique, faunistique et floristique
