Pallejá befindet sich im Nordosten Spaniens, in der autonomen Gemeinschaft Katalonien, eingebettet in das Llobregat-Tal westlich von Barcelona. Die Stadt liegt in einer leicht hügeligen, grünen Region und gehört zur Metropolregion Barcelonas – ein klarer Vorteil in Sachen Infrastruktur und Erreichbarkeit.
Geografisch gesehen ist Pallejá nicht weit vom Naturpark Collserola entfernt, einem der größten Stadtwälder Europas, und der Fluss Llobregat fließt ganz in der Nähe. Die Strände der Mittelmeerküste und das Bergland von Montserrat sind ebenfalls in kurzer Zeit erreichbar.
Das Klima in Pallejá ist typisch mediterran: heiße, trockene Sommer und milde Winter. Die beste Reisezeit ist von April bis Juni sowie von September bis Oktober, wenn die Temperaturen angenehm sind und viele kulturelle Veranstaltungen stattfinden.