ヴァイルハイムは、アルプトラウフ地方の北、シュヴェービシェ・アルプ中部の麓に位置している。この地域はシュヴヴァーベンのジュラ紀、より詳しくはリアス・エタからヴァイスユーラ・ベータの地層にあたり、本市は主にその間のブラウンユーラにある。主な山は、リムブルク(海抜 598 m)とヴァイルハイムの「ハウスベルク」(故郷の山)であるエーゲルスベルク(海抜 428 m)がある。後者は地元では「ビュルレ」(小山を意味する)とも呼ばれる。この2つの山はともに元々火山であり、トゥーフブライヘ(海抜 390 m)も同じである。市の東に位置するアルプの張り出し部であるヴォルフシェレ(海抜 537 m)には、山頂の 50 m 下に 4000 m3 の高架貯水槽を有する飲料水貯蔵施設がある。この他のアルプの張り出し部には、南東に位置するエーゲンフィルスト(海抜 536 m)がある。ヴァイルハイムの最高地点は、ボスラー(またはボースラー)上部の稜線の海抜約 800 m 地点である。市庁舎の公式な高度は海抜 385 m である。
最大の川はリンダハ川である。この川は、約 7 km 離れた、隣町のナイトリンゲンに近いロイセンシュタイン城趾の近くから湧出し、小さな滝を通って、ヴァイルハイムの真ん中を下って行く。この川は水源から約 17 km のキルヒハイム・ウンター・テック市内でラウター川に注ぐ。市内を流れるリンダハ川の支流には、ランデッカー・マールから湧出しヘプジーザウ市区を流れて左岸側から合流するツィプフェルバッハ川、ともに右岸側の支流であるコーレスバッハ川、シュミートバッハ川、最後に左岸側のフェレルンバッハ川がある。ヴィントバッハ川右岸側の主要な支流であるエーニスバッハ川が市域の西端を流れている。ヴィントバッハ川は市域の外、かなり下流のキルヒハイム=ナーベルンでギースナウバッハと合流した後、リンダハ川に注いでいる。もう一つの小川ラーヘンバッハ川は市域のキットを流れ、ゼーバッハ川に注いだ後、トリンクバッハ川を経由して、かなり下った後最終的には同じくリンダハ川に合流する。
ヴァイルハイムには中核市区の他、約 3.5 km 南に人口約750人のハプジーザウ市区がある。この市区は1972年1月1日に合併した。約 3.5 km 南東、シュミートバッハ側の支流であるヘーリンガー・バッハ川の水源に面してヘーリンゲン小集落がある。アルプアウフシュティークの麓には、南東にプフントハルトホーフ、東側にヘルォーゲナウという2つの旧移住者農場がある。ロイテンベルク沿いには集落の外にいくつかの古い邸宅や住居がある。ヴァイルハイムの西、エーゲルスベルクの麓に新たに設けられた、約2千人が住むエーゲルスベルク市区がある。
1972年1月1日にヘプジーザウがヴァイルハイムに合併した[6]。1952年に認可された旧ヘプジーザウの紋章は、「青地に金の斜め帯。帯の中に写実的なサクランボの枝」というものであった。ヘプジーザウはヴァイルハイムから約 4 km の距離にあり、アルプトラウフに直接面している。人口は約750人である。地元貴族のヘプシーザウ家は1237年と1241年に記録されているが、集落自体は1504年が初出である。エスリンゲン郡が運営するシュールラントハイム・リヒテネックは郡外にも広く知られている。
Christoph Bizer (1987). Stadt Weilheim a. d. Teck. ed. Hepsisau – aus der Geschichte eines Dorfes am Fuße der Alb. ISBN978-3-9800255-2-2
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Hans Schwenkel (1953). Heimatbuch des Kreises Nürtingen. Band 2. Würzburg. pp. 1173–1217
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^Statistisches Bundesamt, ed (1983). Historisches Gemeindeverzeichnis für die Bundesrepublik Deutschland. Namens-, Grenz- und Schlüsselnummernänderungen bei Gemeinden, Kreisen und Regierungsbezirken vom 27.5.1970 bis 31.12.1982. Stuttgart/Mainz: W. Kohlhammer. p. 454. ISBN978-3-17-003263-7