Santoyo se sitúa a treinta y cinco kilómetros de la capital palentina, a 794 metros de altitud y al pie del Camino Francés de Santiago. Pertenece al partido judicial de Astudillo.

Tiene colocado su caserío al borde mismo del Cerrato, campo abierto hacia la Tierra de Campos, y parece cabalgar a lomos de la misma divisoria del Pisuerga al oriente y del Carrión al poniente.