La presa del Cenajo se ubica en el río Segura, a caballo entre las provincias de Albacete y Murcia, en el denominado estrecho de la Herradura. La margen derecha de la cerrada pertenece al término municipal de Moratalla (Murcia), mientras que la margen izquierda se ubica en el término de Hellín (Albacete). El embalse creado por la presa también ocupa terrenos de los términos municipales de Socovos y Férez, ambos en la provincia de Albacete. El acceso por la margen izquierda se efectúa desde la carretera autonómica CM-412 de Almansa a Ciudad Real, en su tramo Hellín-Elche de la Sierra. A 14 kilómetros de Hellín se accede por la izquierda a la carretera que llega a las instalaciones y cruza la coronación de la presa. El acceso por la margen derecha puede realizarse desde la carretera autonómica MU-510 de Calasparra a Moratalla en una desviación a la derecha a 6 kilómetros de Calasparra (dirección El Chopillo).
