Palma liegt an der südwestlichen Küste der Insel Mallorca, die zur spanischen Inselgruppe der Balearen im westlichen Mittelmeer gehört. Die Stadt erstreckt sich entlang einer weiten Bucht und wird im Hintergrund von Hügeln und der beeindruckenden Serra de Tramuntana umrahmt – ein UNESCO-Welterbe.
Zu den nahegelegenen Orten gehören die charmanten Städte Sóller, Valldemossa und Inca, die alle in weniger als einer Stunde erreichbar sind. Die geografische Vielfalt Mallorcas mit ihren Stränden, Bergen und Olivenhainen macht Palma auch zum idealen Ausgangspunkt für Natur- und Kulturerlebnisse.
Das Klima ist typisch mediterran mit heißen, trockenen Sommern und milden Wintern. Die beste Reisezeit ist zwischen April und Juni sowie September bis Oktober, wenn die Temperaturen angenehm sind und die Stadt weniger überlaufen ist. Auch in den Wintermonaten bleibt Palma mit Temperaturen um 15–18 °C attraktiv.