Sant Cugat del Vallès liegt im Nordosten Spaniens, in der Autonomen Gemeinschaft Katalonien, etwa 15 Kilometer nordwestlich vom Zentrum Barcelonas. Eingebettet zwischen dem Collserola-Gebirge und der Metropolregion Barcelona, verbindet die Stadt ruhige Natur mit urbaner Nähe.
Die geografische Lage bietet unmittelbaren Zugang zum Naturpark Serra de Collserola, ein Paradies für Wanderer, Radfahrer und Naturliebhaber. Die Strände Barcelonas sind ebenfalls nur rund 30 Minuten entfernt und ermöglichen einen Tagesausflug ans Mittelmeer.
Das Klima ist typisch mediterran, mit heißen, trockenen Sommern und milden, angenehmen Wintern. Die beste Reisezeit ist das Frühjahr (April bis Juni) und der Herbst (September bis Oktober), wenn das Wetter mild ist und sich die Stadt in ihrer vollen Farbenpracht zeigt.