Molina de Segura liegt im Südosten Spaniens, in der Autonomen Gemeinschaft Murcia. Die Stadt befindet sich etwa 10 Kilometer nördlich von Murcia-Stadt und liegt im fruchtbaren Tal des Flusses Segura. Obwohl nicht direkt an der Küste gelegen, erreicht man die Mittelmeerstrände in weniger als einer Stunde Fahrzeit.
In der Umgebung befinden sich wichtige geografische Punkte wie die Sierra de la Pila, die Sierra del Ricote und mehrere Naturparks, die Möglichkeiten für Wanderungen und Ausflüge bieten. Die Landschaft ist von Flüssen, landwirtschaftlich genutzten Flächen und kleinen Gebirgszügen geprägt.
Das Klima ist halbtrocken mit mediterranem Einfluss. Die Sommer sind heiß und trocken, während die Winter mild und kurz sind. Mit über 300 Sonnentagen im Jahr bietet die Stadt hervorragende Bedingungen für einen Aufenthalt im Frühling und Herbst – ideal für Outdoor-Events und touristische Aktivitäten.