西班牙位于欧洲西南部伊比利亚半岛。北依比斯开湾，南望地中海，东北同法国、安道尔接壤，西部和葡萄牙紧密相连，南部的直布罗陀海峡扼地中海和大西洋航路的咽喉要道，与非洲大陆的摩洛哥隔海相望(最窄处只有14公里)，是南欧一颗璀璨的明珠。
西班牙和葡萄牙一起位于欧洲西南端伊比利亚半岛上，号称“永不沉没的航船”。由于欧洲主要山脉之一的比利牛斯山脉横亘半岛与大陆之间，所以自古以来又称为比利牛斯半岛。整个伊比利亚半岛呈五角形，面积共为55.38万平方公里，其中西班牙占据了5/6以上，达49.246万平方公里。半岛以马德里为中心，距东部的巴塞罗那600公里，同最南端的加迪斯城相距530公里，距最西边的拉科鲁尼亚城590公里，离北部的西、法边境600公里，即使和最西端的葡萄牙首都里斯本相距也只有600多公里。
西班牙总面积共计505877平方公里，约占地球陆地面积的4/1000，仅次于俄罗斯、德国和法国，是欧洲第四大国。西班牙的领土，除半岛陆地部分外，还包括地中海的巴利阿里群岛，其面积为5014平方公里;北非西海岸和大西洋中的加那利群岛，面积为7413平方公里;另外，西班牙还有两块处于摩洛哥土地上的飞地：梅利利亚和休达，面积32平方公里(两地归属问题至今同摩洛哥有争议)。从马德里坐飞机到巴利阿里岛上最大的马略卡的首府帕尔马和加那利岛中的大加那利岛，分别只需1小时和2.5小时。
西班牙北部和西北部沿海属海洋性气候。中部梅塞塔高原属大陆性气候，山地约占国土的3/5，平原仅占1/10左右。河流众多，主要有埃布罗河，塔霍河，瓜迪亚纳河，杜罗河，反叛达尔基维尔河等。全境大致可分为如下地理区：
北部山地区。有欧洲著名的比利牛斯山脉。紧靠比利牛斯山脉的坎塔布连山脉，海拔达2000米以上。北临比斯开湾大海。
中部的梅塞塔中央高原区。摩莱纳山脉为该区的南界。中央科迪勒拉山脉，将梅塞塔高原分为北部旧卡斯蒂利亚高原和南部新卡斯蒂利亚高原。
东北部的阿拉贡平原区，位于比利牛斯山脉东南面的埃布罗河流域，是一个大致呈三角形的波状平原。
地中海沿岸山地区从东南部安达卢西亚至东北部加泰卢尼亚，跨度长达1500余公里。
气候方面，位处地中海的地区，冬季和暖，夏季干燥炎热：高1，200米以上的地区属高山气候;而旅游胜地加那利群岛则属亚热带气候。首都平均气温1月4.9℃，8月22.5℃。