Este municipio se enclava en el norte de España, geográficamente al sur de Navarra, en la zona llana de la depresión del Ebro. Situado en la vertiente mediterránea, está atravesado por los ríos Cidacos en el término de Murillo El Cuende y por el río Aragón en el término de Traibuenas. A Rada le llega el agua del río Aragón a través del Canal de las Bardenas Reales.
En la zona norte de Murillo El Cuende, dominan los glacis altos y las terrazas del Cidacos, con la zona más alta que es Altarrasa en la muga de Pitillas. En la zona central destacan las terrazas fluviales del Aragón. La zona sur está ocupada por parte del franco norte del anticlinal de Caparroso.
El clima es mediterráneo-continental, con fuertes oscilaciones térmicas entre los inviernos, fríos, y los veranos, calurosos. Recibe pocas precipitaciones. Al estar separada del mar por los Pirineos, las Montañas Vasco-Cántabras y el Sistema Ibérico, no recibe la influencia moderadora del mismo.
No quedan apenas bosques mediterráneos (encinas, coscoja y pino carrasco, éste se halla frecuentemente diseminado, sin formar grandes masas) debido a la frecuencia del cierzo, viento frío en invierno y refrescante en verano, que activa la evaporación.
Murillo El Cuende limita al Norte con Pitillas, al Sur con las Bardenas Reales, al Este con Pitillas, Santacara y Mélida y al Oeste con Olite y Caparroso.
Un hito preside todo el término: el Despoblado de Rada emplazado en lo alto de un cabezo a 400 metros de altura que presentando en su ladera norte una abrupta caída al río Aragón , que destaca por su orografía, espectacular vista panorámica y su abultada carga histórica.