La zona del Riu Montlleó és possiblement un dels paratges menys coneguts i visitats de Vilafranca, no per la falta d’al·licients, sinó pel seu aïllament i la dificultat d’accés.
Aquest riu separa el terme de Vilafranca, del de Vistabella del Maestrat i Benassal, a la província de Castelló, i del de Mosqueruela, a la província de Teruel.
Al llit de l’abrupta vall excavada pel Riu Montlleó, s’ubica la cota mínima del municipi, amb 900 metres. Així, es fa patent a través dels canvis de vegetació, que en un tram de camí relativament curt es passa de les espècies pròpies de climes freds a altres de temperatures més càlides. Les vistes panoràmiques de la immensitat del paisatge són extraordinàries.
El Riu Montlleó és afluent de la Rambla de la Viuda, que al seu torn aboca les seves aigües al Riu Millars, prop de la seva desembocadura.