西班牙国土面积为505992平方公里（陆地面积499542平方公里，水域面积为5240平方公里，西班牙海上专属经济区面积为1039233平方公里），是南欧最大国家和西欧领土面积第二大的国家，仅次于法国国土面积。
西班牙绝大部分领土位于伊比利亚半岛上，此外其领土还包括大西洋上的加那利群岛、地中海的巴利阿里群岛以及位于非洲大陆的休达和梅利利亚。西班牙南部与直布罗陀接壤；南部和东部濒临地中海；北靠法国、安道尔和比斯开湾；西临葡萄牙和大西洋。
西班牙是一个以高原和山脉为主的国家，除了和法国交界的比利牛斯山脉外，西班牙的主要山脉还包括坎塔布里卡山脉、伊比利亚山脉、中央山脉、托莱多山、莫雷纳山脉和贝蒂科山脉，穆尔哈森山是西班牙最高峰，海拔为3479米，这也是西欧除了阿尔卑斯山外的最高峰。
相对而言，西班牙的平原地区比较少，主要有西南部的安达卢西亚平原、东北部的埃布罗盆地和沿海平原。安达卢西亚平原本质上是一个宽阔的河谷，瓜达尔基维尔河从这里流过。河流沿其路线变宽。
地中海上的巴利阿里群岛总面积为5000平方公里，位于西班牙中东部海岸80公里处，岛上最高点海拔1400米。在非洲西海岸90公里处还有加那利群岛，面积高达7493平方公里，人口215.3万人。
西班牙有1800多条河流，但是大多数是一些比较短小急促的河流，其中最长的河流是塔霍河长度为960公里。
西班牙有27.18%的土地是农业用地，还有9.85%的土地是永久性作物用地，其中灌溉土地面积为3.8万平方公里。
根据西班牙的地理情况和地形条件，可以划分为三个主要气候带：
- 地中海气候，特点是夏季温暖/炎热和干燥，在半岛占主导地位；
- 半干旱气候在该国东南部占主导地位，但在西班牙其他地区也很普遍。它覆盖了穆尔西亚地区的大部分地区、巴伦西亚南部和安达卢西亚东部。再往北，它主要分布在埃布罗河谷的中上游，横跨纳瓦拉南部、阿拉贡中部和加泰罗尼亚西部。它也存在于马德里、埃斯特雷马杜拉、卡斯蒂利亚-拉曼恰和安达卢西亚西部的一些地方；
- 海洋性气候位于该国北部，尤其是大西洋地区（巴斯克地区、坎塔布里亚、阿斯图里亚斯以及部分加利西亚和卡斯蒂利亚-莱昂）。此外，它还在纳瓦拉北部、伊比利亚系统沿线的大多数高地地区和比利牛斯山谷中发现，那里也出现了湿润的亚热带变体。冬夏气温受海洋影响，无季节性干旱。