Село Велика Вільшаниця розташоване на перехресті трьох географічних районів: Малого Полісся, Пасмового Побужжя і Подільської височини. Розкинулося в долині річки Гологірки за 56 км на схід від обласного центру (м. Львів), та 17 км на південний захід від районного центру (м. Золочів). Через територію села проходить автомагістраль Львів-Кіровоград-Знам’янка, а через села Бортків, Скнилів, Андріївка - дорога до  залізнодорожної станції Красне. Село простягається з півночі на південь до трьох кілометрів, займаючи південно-західну частину Буго-Стирської міжрічної хвилястої рівнини та південну частину гір Гологір. Територія села має різноманітні природні умови. Але більшу частину території займає слабохвиляста рівнина, що безпосередньо прилягає до Гологоро-Кременецького низькогірного краю Поділля. Мікрорельєф пониженої території в південно-західній частині характеризується невеликими западинами.

Через село протікає річка Гологірка, яка бере початок на Головному Європейському вододілі, що належить до басейну Балтійського моря. Живлення снігово-дощове і підземне. Рівень води змінюється за сезонами року. Гологірка є правою притокою річки Полтви. Її довжина 24 км.

Ґрунтовий покрив території села теж різноманітний. Це пов’язано з кліматичними умовами і рельєфом території. В ґрунтовому покриві переважають сірі, світло-сірі, чорноземні і торфові ґрунти.

Основна рослинність лук: осот, подорожник, тимофіївка, тонконіг. Болота займають порівняно невеликі площі. Частина боліт осушена.

Землі села межують з двома заповідними ділянками степової рослинності. Це Лиса гора і гора Сипуха, які займають площу 84,3 га. Школа і місцева влада проводить природоохоронні заходи з метою збереження рідкісних рослин на цих територіях.

В межах села зустрічаються такі корисні копалини як пісок і торф.

Вигідне фізико-географічне і транспортне розташування села позитивно впливає на його соціально-економічний розвиток.