Situado al fondo de la desembocadura del Asón, en la ribera de la ría de Limpias, el municipio se extiende por un territorio muy karstificado, con pendientes y altitudes moderadas que resultan algo más importantes al sur, en las proximidades de la ría y en los altos de Hayas (449 m) y Yelso (490 m).

Está situado en el límite sur de la Reserva Natural de las Marismas de Santoña, Victoria y Joyel, creada en 1992 para la protección de los humedales y declarada Lugar de Interés Comunitario (LIC). La reserva depende del Organismo Autónomo Parques Nacionales y se extiende a lo largo de 4.341,69 ha repartidas por diez términos municipales, de las que a Limpias le corresponde el 2,25% de los terrenos protegidos.

Otros recursos naturales lo constituyen las pequeñas elevaciones del Alto de Seña (240 m), situado junto a la localidad del mismo nombre, o el Alto del Picón (250 m).

Ríos. La ría de Limpias se forma en la desembocadura del río Asón, que, al unirse con la de Rada, en las proximidades de la localidad de Adal Treto, pasa a denominarse ría de Treto o de Colindres para desembocar en la bahía de Santoña.