Valdemoro liegt im Zentrum Spaniens, in der südlichen Zone der Autonomen Gemeinschaft Madrid. Die Stadt befindet sich etwa 25 Kilometer südlich von Madrid und ist durch die Autobahn A-4 (Madrid–Andalusien) hervorragend angebunden. Diese zentrale Lage macht Valdemoro zu einem idealen Ausgangspunkt für Ausflüge in andere Teile Spaniens.
Die Umgebung ist typisch für das kastilische Binnenland – flache Ebenen, vereinzelte Hügel und eine ländlich geprägte Landschaft. Flüsse oder Berge sind in unmittelbarer Nähe zwar rar, aber die Nähe zum Fluss Jarama und die historischen Gärten von Aranjuez (UNESCO-Weltkulturerbe) bieten interessante Ziele in kurzer Entfernung.
Das Klima ist kontinental-mediterran geprägt. Die Sommer sind heiß und trocken mit Temperaturen von über 35 °C, während die Winter kühl bis mild verlaufen, mit gelegentlichen Nachtfrösten. Die angenehmsten Jahreszeiten für einen Besuch sind Frühling und Herbst – perfekt für Outdoor-Aktivitäten und kulturelle Veranstaltungen.