San Lorenzo de El Escorial est située au nord-ouest de la Communauté de Madrid, à environ 50 kilomètres de la capitale. La ville est nichée au pied de la Sierra de Guadarrama, à plus de 1 000 mètres d’altitude, ce qui lui confère un environnement montagneux et verdoyant, propice aux activités de plein air.
Elle est voisine de la commune d’El Escorial, avec laquelle elle partage de nombreux services, et à proximité d’autres villes d’intérêt comme Valdemorillo, Galapagar et Collado Villalba. Le parc régional de la Cuenca Alta del Manzanares se trouve également tout proche, renforçant l’attrait écologique de la région.
Le climat est continental tempéré, avec des hivers froids et des étés modérés grâce à l’altitude. Les meilleures périodes pour visiter sont le printemps et l’automne, lorsque les paysages sont particulièrement beaux et que la ville organise de nombreux événements culturels en extérieur.