San Martín de la Vega liegt im südöstlichen Teil der Autonomen Gemeinschaft Madrid, etwa 25 Kilometer vom Stadtzentrum der spanischen Hauptstadt entfernt. Die Stadt befindet sich in einer weiten, fruchtbaren Ebene (Vega) am Fluss Jarama und ist von leicht hügeligem Gelände und Naturschutzgebieten umgeben.
In der Nähe befinden sich bekannte Städte wie Getafe, Aranjuez und Valdemoro. Auch der Naturpark Parque Regional del Sureste ist nur einen Katzensprung entfernt und bietet eine reiche Tierwelt sowie Möglichkeiten zum Wandern und Radfahren.
Das Klima ist kontinental-mediterran mit heißen, trockenen Sommern und kühlen, gemäßigten Wintern. Die besten Reisezeiten sind Frühling und Herbst, wenn die Temperaturen angenehm und die Landschaft besonders reizvoll sind. Sommer können sehr heiß werden, weshalb Outdoor-Aktivitäten in den frühen Morgen- oder späten Abendstunden empfehlenswert sind.