Tomelloso liegt im Zentrum Spaniens, in der Provinz Ciudad Real, innerhalb der autonomen Gemeinschaft Kastilien-La Mancha. Die Stadt befindet sich in einer weitläufigen Ebene, die von Weinbergen, Olivenhainen und landwirtschaftlich genutzten Flächen geprägt ist – ein klassisches Bild der kastilischen Landschaft.
Wichtige Städte in der Nähe sind Ciudad Real, Alcázar de San Juan und Albacete. Madrid liegt etwa zwei Autostunden entfernt, was Tomelloso sowohl für nationale als auch für internationale Besucher attraktiv macht. Natürliche Sehenswürdigkeiten in der Region umfassen die Lagunen von Ruidera (Lagunas de Ruidera), ein beliebtes Naturreservat, das sich ideal für Ausflüge eignet.
Das Klima in Tomelloso ist kontinental geprägt: heiße, trockene Sommer und kühle Winter. Die angenehmsten Reisezeiten sind Frühling und Herbst, wenn das Wetter mild ist und zahlreiche Veranstaltungen stattfinden. Diese Jahreszeiten eignen sich auch bestens für Outdoor-Events.