Lorca liegt im Südosten Spaniens, in der autonomen Gemeinschaft Murcia. Die Stadt befindet sich im Südwesten der gleichnamigen Provinz, rund 70 km von der Stadt Murcia entfernt. Sie liegt im Übergangsgebiet zwischen Küste und Inland, mit den Ausläufern der Betischen Kordillere im Westen und der Mittelmeerküste in der Nähe (etwa 30 km entfernt).
Zu den geografischen Besonderheiten zählt das fruchtbare Guadalentín-Tal, durch das der gleichnamige Fluss verläuft. Diese Lage macht Lorca zu einem wichtigen Knotenpunkt zwischen Andalusien, Kastilien-La Mancha und der Levante-Region. In der Umgebung gibt es zahlreiche Naturschutzgebiete, wie die Sierra Espuña oder die Küstenlandschaft von Águilas.
Das Klima ist halbtrocken mit heißen Sommern und milden Wintern. Die Temperaturen liegen im Sommer oft über 30 °C, während die Wintertemperaturen selten unter 10 °C fallen. Die beste Reisezeit für Lorca ist von März bis Juni und von September bis Anfang November, wenn die Temperaturen angenehm und die Natur besonders reizvoll ist.