Das Gemeindegebiet erstreckt sich von einem kurzen Küstenabschnitt an der Nordwestküste nördlich von Puerto de la Cruz ins Innere der Insel bis zum Pico de Teide. Mit 206,78 km² ist es das größte der 30 Gemeindegebiete von Teneriffa und grenzt an 15 davon, diese sind: Icod de los Vinos, Puerto de la Cruz und Los Realejos im Norden, Arafo und Santa Úrsula im Nordosten, Fasnia und Güímar im Osten, Arico im Südosten, Granadilla de Abona und Vilaflor im Süden, Adeje im Südwesten, Guía de Isora und Santiago del Teide im Westen und La Guancha und San Juan de la Rambla im Nordwesten.

Die reizvolle Lage im Orotavatal (Valle de Orotava) hat schon vor 200 Jahren Reisende angezogen, wie z. B. den Naturforscher Alexander von Humboldt. Nach ihm ist der Mirador Humboldt (Humboldtblick) benannt, ein vielbesuchter Ausblick über das Tal. Der Nationalpark Teide, der 2007 von der UNESCO zum UNESCO-Weltnaturerbe erklärt wurde, liegt zu einem großen Teil auf dem Stadtgebiet von La Orotava.