Mollet del Vallès est située dans le nord-est de l’Espagne, au cœur de la Catalogne, à environ 20 km au nord de Barcelone. Elle appartient à la comarque du Vallès Oriental, une région connue pour sa vitalité économique et sa proximité avec les principales infrastructures métropolitaines de la capitale catalane.
La ville est localisée dans une zone de plaine, traversée par le fleuve Besòs, et entourée de paysages agricoles, de collines et de zones naturelles protégées. Le parc naturel de Gallecs, tout proche, offre un véritable poumon vert à la ville, idéal pour les balades, le vélo ou les activités en plein air.
Le climat est méditerranéen avec des étés chauds, secs, et des hivers doux. Le printemps et l’automne sont des saisons parfaites pour visiter la ville ou organiser des événements, car les températures y sont agréables et les précipitations rares.