Cavaillon liegt im Département Vaucluse, wo die Durance vom Coulon durchflossen wird. Die Stadt breitet sich am Rand des Regionalen Naturparks Luberon aus und thront auf einem Hügel, der 180 Meter hoch ist. Die Umgebung ist geprägt von sanften Hügeln und fruchtbaren Ebenen, die seit jeher Landwirtschaft ermöglichen.
Die Wurzeln der Stadt reichen bis zu den keltischen Cavarern zurück, die auf dem St.-Jacques-Hügel eine Festung errichteten. Später übernahmen die Römer die Siedlung und verlegten sie in die Ebene, wo sie als Cabellio aufblühte. Im Mittelalter gehörte Cavaillon zum päpstlichen Comtat Venaissin und wurde zu einem Zufluchtsort für Juden aus ganz Frankreich. Die Stadt bewahrt noch heute Spuren dieser Vergangenheit, etwa die romanische Kathedrale St.-Véran mit ihrer prächtigen Barockorgel.
Heute ist Cavaillon vor allem für seinen Gemüsehandel bekannt und wird manchmal als Hauptstadt der Melonen bezeichnet. Zu den Sehenswürdigkeiten zählen die rekonstruierte römische Toranlage, die mittelalterliche Stadtmauer und das jüdische Museum in der ehemaligen Synagoge. Von der kleinen Kapelle auf dem St.-Jacques-Hügel bietet sich ein weiter Blick über die Stadt bis zum Mont Ventoux.