Fuenlabrada est située au sud-ouest de Madrid, à environ 20 kilomètres du centre de la capitale espagnole. Elle fait partie de l’aire métropolitaine madrilène et bénéficie d’un excellent réseau de communication avec les autres communes de la région. Elle est limitrophe d’autres villes importantes comme Leganés, Getafe, Parla et Alcorcón.
La ville se trouve sur une plaine typique du centre de l’Espagne, dans une zone de transition entre la ville dense et les espaces plus ruraux de la périphérie sud. Bien qu’elle n’ait pas de rivière ni de reliefs marquants à proximité immédiate, sa position stratégique permet d’accéder rapidement à des espaces naturels comme le parc régional du sud-est de Madrid ou la Sierra de Guadarrama.
Le climat est méditerranéen continentalisé, avec des étés chauds et secs pouvant atteindre les 35°C, et des hivers frais mais modérés. Le printemps et l’automne sont les périodes les plus agréables pour visiter ou organiser des événements en extérieur.