El término municipal de Aldeamayor de San Martín se encuentra dentro del "Área de Dependencia Primaria de Valladolid y Entorno" y está situado al Sur de la capital, a 17 km de distancia de ésta, y 20 minutos, según el plano de isócronas, en la comarca de "Tierra de Pinares", y pertenece al partido judicial de Olmedo, en la comarca agraria de "Campos de Peñafiel".
Los municipios que limitan con Aldeamayor de San Martín son los siguientes:
- Al Norte: Herrera de Duero y Tudela de Duero.
- Al Sur: La Pedraja de Portillo.
- Al Este: La Parrilla y Portillo.
- Al Oeste: Boecillo
Posee buenas comunicaciones, pudiendo acceder tanto desde la Carretera de Segovia (C-601), actualmente autovía Valladolid-Segovia, como desde la Carretera de Madrid (N-601; también denominada carretera de Adanero a Gijón), también autovía desde Valladolid a Aldeamayor de San Martín a la altura de la Urbanización Aldeamayor Golf.
Por último puede accederse desde Tudela de Duero por la denominada "Carretera de las Maricas" (Va-300) como desde la carretera provincial Va-200.