Navalcarnero se trouve à environ 30 kilomètres au sud-ouest de Madrid, dans une zone de transition entre la capitale et la région viticole de la zone du fleuve Guadarrama. Elle est située dans une zone intérieure, légèrement vallonnée, qui offre de beaux paysages agricoles et naturels.
La ville est très bien connectée aux communes voisines telles qu’Alcorcón, Móstoles ou Arroyomolinos, et se trouve à proximité des axes routiers majeurs comme l’autoroute A-5, qui facilite l’accès rapide à Madrid ou vers les régions de l’ouest de l’Espagne, comme Tolède ou l’Estrémadure.
Le climat est méditerranéen continental : les étés sont chauds et secs, tandis que les hivers peuvent être frais, mais rarement rigoureux. Le printemps et l’automne sont particulièrement agréables pour visiter la ville et profiter de ses nombreuses activités en plein air, de ses marchés artisanaux ou de ses festivals.