Follonica e il golfo omonimo si trovano tra il promontorio di Piombino e Punta Ala, di fronte all'Isola d'Elba. Il Mar Tirreno lambisce le sue coste e le Colline Metallifere (colline minerale-cuscinetto) la circonda. La principale città più vicina è Grosseto, situato a circa 40 chilometri a nord-ovest della città.