Palavas-les-Flots est une station balnéaire située à environ 6 km à vol d'hippocampe au sud du centre de Montpellier, au bord du golfe du Lion et de la mer Méditerranée. Par la route, le trajet fait environ 10 km. Son territoire émergé est composé de cordons dunaires séparant deux étangs (de l'Arnel à l'ouest et du Méjean à l'est) et la mer.
Elle est limitrophe de Lattes au nord, Pérols au nord-est, Mauguio à l'est, la mer au sud et Villeneuve-lès-Maguelone à l'ouest.
L'agglomération principale se trouve au débouché du canal qui relie le fleuve côtier Lez à la mer. Elle se prolonge le long de l'avenue Saint-Maurice vers l'est jusqu'à la commune de Mauguio et sa station balnéaire de Carnon.
