Majadahonda liegt im Zentrum Spaniens, rund 16 Kilometer nordwestlich von Madrid, in der Autonomen Gemeinschaft Madrid. Sie gehört zur Metropolregion der Hauptstadt und ist Teil der Provinz Madrid.
Die Stadt befindet sich in leicht erhöhter Lage auf etwa 750 Metern über dem Meeresspiegel. In der näheren Umgebung befinden sich die Berge der Sierra de Guadarrama, die sich hervorragend für Outdoor-Aktivitäten eignen. Flüsse oder Küstenlandschaften sind hier nicht direkt vorhanden, doch das Stadtgebiet ist reich an grünen Naherholungsflächen.
Das Klima ist kontinental-mediterran: heiße, trockene Sommer und kalte, aber meist milde Winter prägen das Wettergeschehen. Die besten Reisezeiten sind Frühling und Herbst, wenn die Temperaturen angenehm sind und sich die Stadt von ihrer charmantesten Seite zeigt.