Valverde del Camino se situe dans le centre-est de la province de Huelva, à environ 55 km de la capitale provinciale (Huelva) et 90 km de Séville. Elle se trouve en bordure de la Sierra de Huelva, au pied des premières hauteurs de la Sierra Morena, offrant un cadre naturel vallonné et boisé.
Proche des parcs naturels comme celui de la Sierra de Aracena y Picos de Aroche, la ville bénéficie également d’un accès facile à la Costa de la Luz, permettant de combiner séjours montagne et mer. Le fleuve Odiel, à quelques kilomètres, marque un élément géographique important dans le paysage régional.
Le climat est méditerranéen continentalisé : les étés sont chauds et secs, avec des températures dépassant souvent 35 °C, tandis que les hivers restent doux, avec des nuits fraîches mais rarement froides. Le printemps et l’automne sont les saisons idéales pour visiter, notamment pour les activités de plein air.