Martorell se situe dans la province de Barcelone, en Catalogne, dans le nord-est de l’Espagne. Elle est localisée dans l’arrière-pays barcelonais, à seulement 30 kilomètres à l’ouest de la capitale catalane. Cette proximité immédiate avec Barcelone en fait une ville de passage stratégique entre la métropole et l’intérieur de la Catalogne.
La ville est traversée par la rivière Llobregat et est entourée de collines verdoyantes. Elle se trouve également à quelques kilomètres de la montagne de Montserrat, l’un des plus importants symboles spirituels et naturels de Catalogne. Sa situation géographique facilite les excursions vers la côte méditerranéenne, les Pyrénées ou la région viticole du Penedès.
Le climat est méditerranéen avec des hivers doux et des étés chauds et secs. Le printemps et l’automne sont les saisons les plus agréables pour visiter la ville, avec des températures modérées idéales pour les activités en plein air ou les événements en extérieur.