Синеморец се намира на 5 км от Силистар, на 6 км от Ахтопол, на 11 км от Резово, на 20 км от Царево, на 35 км от Приморско и на 83 км от Бургас.
Селото е разположено върху полуостров, южно от устието на Велека и на 5 км на юг от Ахтопол. Днешното име Синеморец е буквален превод от гръцкото „галазиос“ – „небесносин“.
