La localidad de Rezmondo se sitúa al oeste de la provincia de Burgos en el valle medio del Pisuerga, sobre la vía natural entre la amplia vega hacia el sur y las abruptas parameras de Peña Amaya y Peña Ulaña hacia el norte. El monasterio se estableció sobre un altozano contiguo a un manantial, en el centro de una depresión formada por los arroyos que vierten sus aguas en dirección sur-suroeste hacia el interfluvio de los ríos Pisuerga y Fresno y rodeado de pequeñas elevaciones que oscilan entre los 852 – 860 metros. La altitud máxima de la zona la constituye el Alto de la Cabra (899 m.) en la intersección de la triple mojonera entre los términos de Castrillo de Riopisuerga, Rezmondo y Quintanilla de Riofresno. El lugar se estableció entre tierras de labranza que históricamente se han dedicado al cereal y la viña, con presencia de huertas aprovechando la feracidad de los arroyos, abundancia de árboles frutales. Modernamente se han realizado algunas plantaciones modernas de repoblación a base de coníferas en algunas de las alturas que rodean la localidad. La geomorfología de la zona se caracteriza por los terrenos terciarios en altura con predominancia de lutitas rojas con niveles de areniscas, gravas y/o conglomerados y cuaternarios en los fondos de valle donde predominan las arcillas, arenas y cantos.
En relación a las vías de comunicación, los caminos medievales que comunicaban Rezmondo con los núcleos colindantes eran numerosos, así como los de largo recorrido probablemente más antiguos, destacando en sentido norte-sur a 370 m al oeste del monasterio el llamado Camino de San Bol (antigua Cañada Real de Carreteros), la Cañada del Moro a 1,4 km al sureste atravesando el río Fresno y la vía romana de Sasamón a Herrera de Pisuerga a 2,2 km en dirección noreste.