Santoña liegt im Nordosten der autonomen Region Kantabrien, direkt an der Atlantikküste (Kantabrisches Meer). Eingebettet zwischen dem imposanten Monte Buciero und dem Naturpark der Marismas de Santoña, bietet die Stadt einen spektakulären Blick auf das Meer, Feuchtgebiete und die Berge zugleich.
Die nächstgelegenen größeren Städte sind Santander (ca. 45 km westlich) und Bilbao (ca. 90 km östlich). Die Stadt ist über die Autobahn A-8 leicht erreichbar und dient als perfekter Ausgangspunkt für Erkundungstouren entlang der kantabrischen Küste. Auch das Naturreservat Oyambre und die Picos de Europa sind innerhalb kurzer Zeit erreichbar.
Das Klima in Santoña ist ozeanisch geprägt – mit milden Wintern, gemäßigten Sommern und relativ häufigem Regen das ganze Jahr über. Die angenehmsten Reisezeiten sind zwischen Mai und September, wenn das Wetter warm und sonnig ist, aber nie zu heiß. Diese Monate sind besonders geeignet für Outdoor-Veranstaltungen und Strandaktivitäten.