Portugalete liegt im Norden Spaniens, in der Autonomen Gemeinschaft Baskenland, direkt an der Mündung des Flusses Nervión in den Atlantik. Die Stadt gehört zur Metropolregion von Bilbao und ist nur rund 13 Kilometer vom Stadtzentrum Bilbaos entfernt. Sie befindet sich an der sogenannten „Linken Flussseite“ (Margen Izquierda), die historisch industriell geprägt ist.
Die geografische Lage ist bemerkenswert: Portugalete liegt in unmittelbarer Nähe zu mehreren interessanten Orten – darunter die Küstenstadt Getxo, das Fischerdorf Santurtzi sowie die Strände des Kantabrischen Meeres. Die Umgebung ist von grünen Hügeln, urbanen Parks und dem Atlantik geprägt, was der Stadt ein angenehmes, naturnahes Ambiente verleiht.
Das Klima ist ozeanisch gemäßigt mit milden Wintern und angenehm kühlen Sommern. Die Temperaturen liegen im Sommer selten über 26°C, was Portugalete zu einem idealen Reiseziel in den wärmeren Monaten macht. Die beste Reisezeit ist zwischen Mai und Oktober, wenn das Wetter stabiler ist und zahlreiche Veranstaltungen stattfinden.