Villaespasa liegt im Herzen der Sierra de la Demanda in einer Höhe von etwa 960 m. Die Provinzhauptstadt Burgos ist knapp 48 km in nordwestlicher Richtung entfernt. Das Klima im Winter ist rau, im Sommer dagegen gemäßigt und warm; der für spanische Verhältnisse ausreichende Regen (ca. 714 mm/Jahr) fällt überwiegend im Winterhalbjahr.[2]