Móstoles est située dans le centre de l’Espagne, dans la zone métropolitaine sud-ouest de Madrid. Elle se trouve à environ 18 kilomètres de la capitale espagnole, ce qui en fait un carrefour stratégique pour les échanges économiques et culturels. Bordée par d’autres grandes municipalités comme Alcorcón, Fuenlabrada et Villaviciosa de Odón, la ville s’intègre pleinement dans la dynamique de l’agglomération madrilène.
Bien que Móstoles soit en zone urbaine, elle possède plusieurs espaces naturels comme le parc régional du cours moyen du fleuve Guadarrama, qui longe son territoire et permet de belles balades au cœur de la nature. On y trouve également des parcs urbains bien aménagés tels que le parc El Soto.
Le climat est de type méditerranéen continental, avec des étés chauds et secs pouvant dépasser les 35 °C, et des hivers frais, mais généralement ensoleillés. Le printemps et l’automne sont les saisons les plus agréables pour visiter la ville, notamment pour profiter des nombreuses activités culturelles et de plein air.