Algeciras liegt im Süden der Provinz Cádiz an der Bucht von Algeciras.

Nördlich liegt Los Barrios und San Roque, östlich La Linea de la Concepcíon und Gibraltar. Südwestlich liegt Europas südlichste Stadt, Tarifa und weiter westlich Vejer de la Frontera. Südlich, auf der anderen Seite der Meeresenge, liegt Afrika mit der marokkanischen Stadt Tanger und der spanischen Exklave Ceuta.

Die Strasse von Gibraltar ist eine der meistbefahrenen Wasserstrassen der Welt, die täglich von ca. 300 Handelsschiffen durchfahren wird. Zum Schutz der Meeressäuger in der Meerenge wurde von der spanischen Regierung für Schiffe ein Tempolimit von 13 Knoten (24 km/h) festgelegt.