Cartagena liegt an der südöstlichen Mittelmeerküste Spaniens in der Autonomen Gemeinschaft Murcia. Die Stadt befindet sich in einer geschützten Bucht und wird von mehreren Hügeln umgeben, was ihr einen natürlichen maritimen Charme verleiht. Murcia, die Hauptstadt der Region, ist nur etwa 30 Kilometer entfernt. Weitere bedeutende Städte in der Umgebung sind Alicante, Lorca und Torrevieja.
Geografisch zeichnet sich Cartagena durch seine Lage am Meer sowie die Nähe zu natürlichen Highlights wie dem Naturpark Calblanque und dem Mar Menor aus – eine große Salzwasserlagune, die durch eine schmale Landzunge vom Mittelmeer getrennt ist. Die Küstenlinie ist von schönen Stränden und kleinen Buchten geprägt, ideal für Wassersport und Naturerlebnisse.
Das Klima ist mediterran-halbtrocken mit milden Wintern und heißen, trockenen Sommern. Die Temperaturen liegen im Sommer oft bei über 30 °C, während sie im Winter selten unter 10 °C fallen. Die beste Reisezeit ist zwischen März und Juni sowie September bis November, wenn das Wetter angenehm ist und kulturelle Veranstaltungen Hochsaison haben.