Olivenza liegt im Südwesten Spaniens, in der Region Extremadura, nur wenige Kilometer von der portugiesischen Grenze entfernt. Die Stadt befindet sich in einer weitläufigen Ebene, die von Olivenhainen, landwirtschaftlich genutzten Flächen und sanften Hügeln geprägt ist.
Die nächstgelegene größere Stadt ist Badajoz, etwa 25 Kilometer entfernt, mit direkter Anbindung an die Autobahn und einem Flughafen. Auch die portugiesischen Städte Elvas und Évora sind leicht erreichbar und bieten zusätzliche touristische Möglichkeiten.
Das Klima in Olivenza ist mediterran-kontinental mit heißen, trockenen Sommern und milden Wintern. Die beste Reisezeit ist das Frühjahr (März bis Mai) und der Herbst (September bis November), wenn die Temperaturen angenehm sind und zahlreiche Feste stattfinden.