Illescas liegt im Zentrum Spaniens, genauer gesagt im Norden der Provinz Toledo in Kastilien-La Mancha. Die Stadt befindet sich in der zentralspanischen Hochebene, der sogenannten Meseta Central, auf etwa 550 Metern Höhe über dem Meeresspiegel.
Geografisch gesehen liegt Illescas ideal zwischen zwei wichtigen Städten: Madrid (ca. 35 km nördlich) und Toledo (ca. 30 km südlich). Durch die gute Lage ist die Stadt nicht nur landschaftlich reizvoll, sondern auch ein wichtiger Verkehrsknotenpunkt. Die Nähe zu Flüssen wie dem Tajo sowie zu Naturgebieten wie der Sierra de Gredos macht Illescas auch für Naturliebhaber interessant.
Das Klima ist kontinental-mediterran, mit heißen, trockenen Sommern und kühlen, aber milden Wintern. Die beste Reisezeit ist das Frühjahr (April bis Juni) sowie der frühe Herbst (September bis Oktober), wenn die Temperaturen angenehm und viele kulturelle Veranstaltungen geplant sind.