Moravský kras je největší a nejlépe vyvinutou krasovou oblastí s nejširším spektrem krasových jevů v České republice. Téměř plochý povrch vápencového území je mírně ukloněn k jihu a odvodňován Punkvou, Křtinským potokem a Říčkou do Svitavy . Kras je vyvinut v dlouhém pruhu devonských vápenců, který se táhne od obcí Líšeň a Maloměřice u Brna severním směrem ke Sloupu a Holštejnu. Na nejcennější části území byla vyhlášena Chráněná krajinná oblast Moravský kras , vyhlášená v roce 1956 . Celková výměra CHKO je 94 km².
Vilémovice jsou malou obcí Moravského krasu, ležící jihozápadně od Ostrova u Macochy, východně od města Blanska a nedaleko od turisticky nejvyhledávanější oblasti Moravského krasu od propasti Macocha. Pod návesním rybníkem je Vilémovické propadání, jež je v současné době zaskružováno. Voda se propadá do hloubky 70 m a řadou neprozkoumaných chodeb je propadání spojeno s Malým výtokem v Pustém žlebu. Nejdříve se speleologové zabývali vlastním propadáním Vilémovického potoka, ale neuspěli. Nenechali se však odradit, vyhloubili novou šachtu blízko vlastního ponoru a pronikli do rozsáhlého, vertikálně i horizontálně členěného odtokového systému spadajícího při rozsahu chodeb 1000 m do hloubky 91 m k odtokovému sifonu Vilémovického potoka (1967-1970) .
V okolí Vilémovic jsou další zajímavé přírodní úkazy je tu vyvinuto několik závrtů s drobnými toky a rozsáhlými podzemními systémy. Jsou to Kajetánův závrt, závrt Cihelna , Daňkův žlíbek . Tuto plošinu odděluje od Rudické plošiny hluboký Lažánecký žleb. Při silnici ze Suchého žlebu do obce se vyskatuje Vilémovická krasová stráň s přirozeným odkryvem vápenců.
Ve středu obce bylo vybudováno Speleologické muzeum věnované Moravskému krasu.
Vilémovicemi prochází červená turistická značka a nedaleko muzea je výchozí bod zelené značky. Kolem severního okraje vede značená trasa cyklostezky známé pod názvem Jantarová stezka. Severozápadním směrem dojdeme po červené značce k propasti Macocha a odtud dále k Punkevní jeskyni. Zelená značka nás z obce zavede ke Kateřinské jeskyni.