Santomera liegt im Südosten Spaniens in der Provinz Murcia, etwa 12 Kilometer nordöstlich der gleichnamigen Regionalhauptstadt Murcia. Die Stadt befindet sich im Landesinneren, unweit der Mittelmeerküste – Strände der Costa Cálida sind in weniger als einer Stunde erreichbar.
Geografisch liegt Santomera in einem fruchtbaren Tal, umgeben von sanften Hügeln und kleineren Gebirgsketten wie der Sierra de Orihuela und der Sierra de la Pila. Der nahegelegene Stausee „Embalse de Santomera“ prägt das Landschaftsbild und bietet Möglichkeiten für Freizeit und Naturbeobachtung.
Das Klima ist typisch mediterran – heiße, trockene Sommer und milde Winter. Regen fällt nur selten, was Santomera zu einem attraktiven Ziel fast das ganze Jahr über macht. Die angenehmsten Reisezeiten sind Frühling (März bis Juni) und Herbst (September bis November).