Valverde del Camino liegt im westlichen Teil Andalusiens, in der Provinz Huelva. Die Stadt befindet sich in einer leicht hügeligen Landschaft zwischen der Sierra de Aracena und der atlantischen Küste. Sie ist etwa 50 Kilometer von der Provinzhauptstadt Huelva entfernt und rund 100 Kilometer westlich von Sevilla.
Geografisch profitiert Valverde von seiner Nähe zu verschiedenen Natur- und Kulturregionen: Die Sierra Morena im Norden bietet Wander- und Ausflugsmöglichkeiten, während die berühmten Strände der Costa de la Luz im Süden nur eine Autostunde entfernt sind.
Das Klima ist mediterran mit heißen Sommern und milden Wintern. Die Temperaturen steigen im Juli und August oft über 35°C, während der Frühling und Herbst mit angenehmen 20–25°C ideal für einen Besuch sind. Diese Jahreszeiten eignen sich auch besonders gut für Outdoor-Veranstaltungen und kulturelle Events.