Dueville si colloca immediatamente a nord del capoluogo provinciale di Vicenza. Nel comune si distinguono le frazioni di Passo di Riva, Povolaro, Vivaro. La superficie è pianeggiante, con quote altimetriche che variano da 41 a 75 m s.l.m.

Il terreno su cui posa il paese è una conoide alluvionale ricchissima di acque sotterranee, che proprio nella zona di Dueville riemergono in superficie, dando origine a numerose risorgive.
La grande importanza dell’acqua della zona è testimoniata dal fatto che sia Padova che Vicenza proprio nella zona attingono l’acqua per i loro acquedotti.

A Dueville sgorga il fiume Bacchiglione, che attraversa poi Vicenza e Padova, per gettarsi in mare vicino a Chioggia. La zona delle risorgive, detta “il Bosco di Dueville”, nel suo complesso è area protetta di alto pregio ambientale. Lungo il confine comunale scorre un altro importante corso d’acqua, l’Astico utilizzato il passato per la fluttuazione del legname.

La presenza di una così grande abbondanza d’acqua ha fatto sì che in passato a Dueville sorgessero attività manifatturiere che la usavano sia come materia prima che come fonte di energia: cartiere, mulini, un lanificio.

In loco sono state rinvenute tracce di insediamenti romani e, nel corso del ‘900, a più riprese sono stati effettuati scavi archeologici dato che è stata riscontrata la presenza di necropoli longobarde. I reperti rinvenuti, che facevano parte di corredi funerari, si trovano ora al Museo naturalistico e archeologico di Vicenza e nei depositi della Soprintendenza.

Il tessuto insediativo e agricolo è caratterizzato da una significativa presenza di  palazzi storici, ville e corti rurali di rilievo architettonico, sono oltre 30 gli edifici segnalati dall’Istituto Regionale Ville Venete.

Il territorio comunale di Dueville è attraversato dalla strada provinciale 248 Schiavonesca-Marosticana (SP 248) che porta da Vicenza alla provincia di Treviso, passando per Bassano del Grappa.

A Dueville è presente il casello dell’Autostrada A31 Valdastico, recentemente collegata con la Superstrada Pedemontana Veneta SPV che al termine dei lavori permetterà di raggiungere velocemente l’A4 verso Milano e l’A27 verso Belluno.

Nelle immediate vicinanze del municipio è presente la stazione della linea ferroviaria Vicenza-Schio.

Due sono i prodotti che hanno ottenuto il marchio De.co. l’attestazione per promuovere e tutelare i prodotti agroalimentari del proprio territorio: la trota alla vivarese e gli spaghi di Dueville.