Sus coordenadas geográficas son 37°13′N 6°53′O, y su altitud media es de aproximadamente 25 metros sobre el nivel del mar, a una distancia de unos 14 kilómetros de la capital de provincia, Huelva, a 9 kilómetros de la vecina ciudad de Moguer, y a pocos kilómetros de las playas de Mazagón, mancomunidad perteneciente a ambos municipios, Moguer y Palos de la Frontera, siendo su extensión superficial de 49,3 km². Palos de la Frontera se encuentra ubicada al sudoeste de la península ibérica, en la denominada Tierra Llana de la provincia de Huelva, (la provincia más occidental de la comunidad andaluza fronteriza con el sur de Portugal), en la margen izquierda del río Tinto, a cuatro kilómetros de su desembocadura en el Atlántico, en unión con el río Odiel, en la denominada "Ría de Huelva", cuyas aguas constituyen el límite meridional de las 4873 hectáreas de su término municipal. La principal característica geológica de la zona, por lo general, es ser de terrenos de la era terciaria, cuaternaria y reciente. El paisaje del término municipal de Palos está constituido por tres zonas características diferenciadas: campiña, marismas y costa.

(21 de Abril de 2019)