Castelldefels està situat a la provincia de Barcelona, als 41º 20' Latitud Nort i als 2º 40' Longitut Est. És l'última població en direcció Sud de la comarca del Baix LLobregat, entre el Delta d' aquest riu i el Massís del Garraf. Limita per la banda de l'Est a l'Oest amb la franja de la costa, d'uns 5 Km. de longitud, amb el mar Mediterrani, i per la banda de Nort a Oest amb els primers relleus del Garraf. Els límits administratius coincideixen al Nort i a l'Est amb la població de Gavà, i a l'Oest amb la de Sitges. Castelldefels forma part de la Comunitat de Catalunya.
Castelldefels, municipi perifèric de Barcelona, es comunica amb aquesta gran ciutat per carretera mitjançant la Comarcal C-245, la C-31 (Autovia de Castelldefels) i la C-32 (Autopista lliure de peatje desde Barcelona fins a Castelldefels). Disposa de dues estacions de ferrocarril: una en el Centre Urbà (Castelldefels Poble), i una altra a la Platja (Castelldefels Platja o Abaixador de Castelldefels). Ambdues formen part de la mateixa línia de ferrocarrils Barcelona-Villanova i la Geltrú. Disposa també d'una línia d'autobus per carretera fins a Barcelona Ciutat, que junt amb el Aeroport Internacional del Prat de Llobregat, a 7 Kms per la C-31, completen les comunicacions amb la ciutat.
Castelldefels gaudeix d'un clima típicament mediterrani, és a dir, un règim de pluges molt concentrat a la Primavera i Tardor, en forma d'espectaculars tempestes que poden arribar a assolir fins a 50 Litres per M/2 en menys d'una hora, i estius i hiverns secs en els que es pot arribar a notar la influència dels anticiclons. L'efecte termoregular del mar fa que els hiverns siguin moderats, i els estius calurosos amb un elevat grau d'humitat. La temperatura mitja anual es situa sobre els 16º C., i els dies de sol arriben als 300 dies/any. La pluviositat és de 600/700 L. per M/2.
L'extensió del terme municipal de Castelldefels abarca les 1.274 Hectáreas, de les cuals més de la meitat estan urbanitzades; i les altres 427 es dediquen a sol urbà residencial, el que representa el 34% del total.
La població actual de la ciutat de Castelldefels sobrepasa els 40.000 habitants.