Gonnesa sorge nella pianura del Sulcis, a una ventina di chilometri dalla costa sud-occidentale della Sardegna, ai piedi del Monte Perdaias Mannas (182 m) e del Monte Genn'e Rei. Il territorio, con una superficie di 48,1 km², è caratterizzato da dolci ondulazioni e dalla presenza di sorgenti come quelle di Ghilotta, che alimentano una campagna punteggiata da belvedere e 9 sentieri escursionistici. Con 4.456 abitanti e una densità di 93 ab/km², il centro mantiene un'atmosfera raccolta, lontana dal turismo di massa.
L'economia locale si basa sull'agricoltura e sui servizi, con un reddito medio di 17.977 € e un prezzo delle case accessibile, 900 €/m². Il territorio rientra nelle aree di produzione del Cannonau di Sardegna DOC e del Vermentino di Sardegna DOC, ed è celebre per il Carciofo Spinoso di Sardegna DOP, il Pecorino Sardo DOP e la Bottarga di Cabras DOP. La copertura FTTH al 61% garantisce una connettività discreta, mentre la pressione fiscale al 14,6% è tra le più basse della regione.
Il clima è mite (temperatura media 15,7 °C, precipitazioni annue 555 mm), ma il rischio idrogeologico è alto, con un consumo di suolo limitato al 5,6%. L'età media elevata (50,6 anni) e l'indice di vecchiaia di 421 riflettono un saldo naturale negativo (-47). Tra i 23 monumenti del paese spiccano le tracce del passato minerario, mentre nei dintorni si raggiungono Carloforte e Cagliari, entrambi riconosciuti tra i Borghi più belli d'Italia.