Cette commune est située dans les hautes Pyrénées de Huesca, dans la comarque du Sobrarbe. Il s’agit de la capitale historique de l'ancien comté de Sobrarbe. La ville de Boltaña est quant à elle la capitale actuelle de la comarque.
Aínsa est stratégiquement construite au confluent des rivières Cinca et Ara, sur un espace à 589 m d’altitude d'où l'on peut apercevoir toute la région. Bénéficiant d’un emplacement privilégié, entre le parc national d'Ordesa et du Mont-Perdu, le Parc naturel des Canyons et de la Sierra de Guara, et le Parc naturel de Posets-Maladeta, Aínsa est le plus important carrefour de voies de communication de ce secteur pyrénéen.