Torredembarra liegt an der Costa Dorada in der Provinz Tarragona, etwa 70 Kilometer südwestlich von Barcelona und rund 13 Kilometer nordöstlich von Tarragona-Stadt. Die Lage direkt am Mittelmeer mit langen Sandstränden und nahegelegenen Naturschutzgebieten wie „Els Muntanyans“ macht die Stadt zu einem attraktiven Ziel für Natur- und Strandliebhaber.
Die Region ist bekannt für ihr mediterranes Klima: heiße, trockene Sommer mit Temperaturen zwischen 28–32 °C und milde Winter, in denen die Temperaturen selten unter 10 °C fallen. Frühling und Herbst gelten als ideale Reisezeiten für Kultur- und Aktivurlauber sowie für Events im Freien.
In der Nähe befinden sich weitere sehenswerte Orte wie das Ebro-Delta, die Gebirgskette Serra del Montmell sowie der Naturpark Serra de Llaberia. Diese geografische Vielfalt macht Torredembarra auch für Tagesausflüge und Wanderfreunde interessant.