Mairena del Alcor est située dans le sud de l’Espagne, dans la province de Séville, à environ 20 kilomètres à l’est de la capitale andalouse. Elle se trouve dans une zone légèrement vallonnée, en bordure de la Campiña, une région agricole très fertile. La ville se distingue par sa position stratégique entre les grandes villes urbaines et les paysages naturels de l’intérieur andalou.
Le territoire communal est traversé par plusieurs petits cours d’eau et entouré de terres agricoles, de vergers et d’oliveraies. Elle est aussi proche de la Sierra Sur de Séville, et constitue un point d’entrée vers la campagne andalouse. Séville, Carmona et Alcalá de Guadaíra sont les villes voisines les plus importantes.
Le climat est méditerranéen avec des étés chauds et secs et des hivers doux. Les meilleures périodes pour visiter Mairena sont le printemps et l’automne, notamment durant les festivités locales qui attirent des milliers de visiteurs. Le printemps, en particulier, coïncide avec la Semaine Sainte et la célèbre Feria de Abril locale.