Castro Marim is gelegen in de delta van Guardiana rivier. De Guardiana rivier vormt de natuurlijke grens tussen het Spaanse Andalusie en de Portugeze Algarve en mondt uit in de Middellandse Zee.

Vanuit Castro Marim heeft men zicht op de aan de overkant gelegen Spaanse stad Ayamonte en het is op loop / fietsafstand van de toeristenplaats Monte Gordo.