Medina Sidonia liegt im südwestlichen Teil Spaniens, in der autonomen Gemeinschaft Andalusien, etwa 30 Kilometer von der Atlantikküste entfernt. Die Stadt befindet sich auf einer Anhöhe inmitten der Provinz Cádiz und bietet spektakuläre Ausblicke über die umliegende Landschaft, bis hin zu den Buchtgewässern von Cádiz.
In der Nähe befinden sich größere Städte wie Jerez de la Frontera (ca. 30 km), Cádiz (ca. 40 km) und Sevilla (rund 100 km entfernt). Natürliche Sehenswürdigkeiten wie der Naturpark Los Alcornocales sowie die Strände der Costa de la Luz sind ebenfalls leicht erreichbar.
Das Klima ist mediterran mit maritimen Einflüssen. Die Sommer sind warm und trocken, jedoch nicht übermäßig heiß wie in anderen Teilen Andalusiens, während die Winter mild und regenreicher sind. Die beste Reisezeit liegt zwischen April und Juni sowie im September und Oktober – ideal für Stadtbesichtigungen, Outdoor-Aktivitäten und Veranstaltungen.