Molins de Rei liegt im Nordosten Spaniens, in der autonomen Gemeinschaft Katalonien, etwa 18 Kilometer westlich von Barcelona. Die Stadt gehört zur Comarca Baix Llobregat und liegt am Ufer des Flusses Llobregat, eingebettet zwischen der Mittelmeerküste und dem Naturpark Serra de Collserola. Diese Lage macht Molins de Rei sowohl landschaftlich reizvoll als auch strategisch gut erreichbar.
In unmittelbarer Nähe befinden sich wichtige geografische Orientierungspunkte: Der Naturpark Collserola lädt zu Wanderungen und Outdoor-Aktivitäten ein, während die Strände von Castelldefels oder Sitges in weniger als einer Stunde erreichbar sind. Auch das imposante Gebirgsmassiv Montserrat liegt nur etwa 40 Minuten entfernt und bietet spektakuläre Ausflugsziele.
Das Klima ist mediterran – mit heißen, trockenen Sommern und milden, feuchteren Wintern. Die beste Reisezeit ist von April bis Juni sowie von September bis Oktober, wenn angenehme Temperaturen und zahlreiche Veranstaltungen im Freien locken. Auch im Winter ist Molins de Rei dank des milden Klimas ein attraktives Ziel.