Castellón de la Plana liegt an der Ostküste Spaniens in der Region Valencia, direkt am Mittelmeer, etwa 65 Kilometer nördlich von Valencia und 270 Kilometer südlich von Barcelona. Die Stadt befindet sich in einer ebenen Küstenlandschaft, mit Blick auf das Meer und im Hintergrund die Berge der Sierra de Espadán.
Die Nähe zur Mittelmeerküste ermöglicht den Zugang zu wunderschönen Stränden wie Playa del Pinar oder Playa del Gurugú, während das Hinterland zu Wanderungen und Naturausflügen in geschützte Gebiete wie den Naturpark Desierto de las Palmas einlädt. Die Stadt vereint auf harmonische Weise Küsten- und Berglandschaft.
Das Klima ist typisch mediterran – mit heißen, trockenen Sommern und milden, feuchten Wintern. Die Temperaturen bewegen sich im Sommer oft um die 30 °C, im Winter selten unter 12 °C. Die beste Reisezeit ist Frühling und Herbst, da das Wetter angenehm ist und zahlreiche kulturelle Veranstaltungen stattfinden.