Die Cala Molins liegt an der Nordküste Mallorcas, 14 Kilometer westlich des nördlichsten Punktes der Insel, des Cap de Formentor. Mit den Nachbarbuchten Cala Carbó,, Cala Clara und Cala Barques bildet die Cala Molins den größeren Meereseinschnitt der Cala de Sant Vicenc zwischen der Punta de Coves Blanques und dem Morro de Bóquer. Die Cala Carbó ist dabei eine östliche Nebenbucht der Cala Molins, während die westlich liegenden Cala Clara und Cala Barques von der Cala Molins durch die kleine Halbinsel El Maressar getrennt sind, die nach einem ehemaligen Wachturm auch Punta de sa Torre genannt wird.