Monterotondo Marittimo sorge su un colle delle Colline Metallifere, a 539 metri d'altitudine, a soli 15 km dalla costa tirrenica. Il suo territorio, prevalentemente collinare, è caratterizzato da boschi e radure, con vette come Il Poggio (434 m) e Poggettone (301 m), e dalla sorgente Acque Forte. Con una superficie di 102,6 km² e una densità di 12 ab/km², il paese mantiene un carattere rurale e raccolto, lontano dal turismo di massa.
L'economia locale si basa su agricoltura e piccolo artigianato; il reddito medio è di 20.083 € e il prezzo medio delle case si attesta a 854 €/m². La zona rientra nell'area di produzione del Morellino di Scansano DOCG e del Montecucco Sangiovese DOCG, mentre la Cinta Senese DOP rappresenta un'eccellenza della tradizione gastronomica. La copertura FTTH è ferma al 38%, segno di una connettività ancora limitata.
Il clima è temperato, con una media di 15,0 °C e 920 mm di pioggia annui. L'indice di vecchiaia (212) e il saldo naturale negativo (-7) riflettono una popolazione in contrazione, ma il borgo custodisce 10 monumenti e 2 musei, tra cui testimonianze medievali e minerarie. Nonostante un rischio idrogeologico molto alto, il consumo di suolo è contenuto al 2,0%, preservando il paesaggio collinare.