Градот Приморско е лоциран на мал полуостров на брегот на Црното Море, во подножјето на планината Странџа, која овде се сретнува со црноморскиот брег. Градот се наоѓа на 50 километри на југ од Бургас.
Благодарение на локацијата на границата на две географски ширини, таму каде што се спојуваат умерено континенталната и медитеранска клима, Приморско е топ дестинација за летување во Бугарија.