Pancorbo está situado dentro del desfiladero al que da nombre, entre la comarca de la Bureba y la llanada de Miranda del Ebro, al NE de la provincia de Burgos (España).
Por su espectacular desfiladero discurre el rio Oroncillo atravesando los Montes Obarenes, que enlazan los Montes Cantábricos con el Sistema Ibérico. Por él se trazó la Via Aquitania en época romana, para unir la Galia con Galicia y posteriormente el Camino de Santiago. En la actualidad lo atraviesa la carretera nacional N-I, la autopista A-1 y el ferrocarril Madrid-Irún. Otras carreteras que atraviesan su término son la N-232 Logroño-Santander y la CL-625 Pancorbo-Bilbao.
