Boltenhagen liegt nördlich der Kleinstädte Grevesmühlen und Klütz, etwa 20 Kilometer westlich der Hansestadt Wismar und 30 Kilometer östlich der Hansestadt Lübeck. Die Gemeinde liegt im Klützer Winkel direkt an der Ostseeküste der Boltenhagenbucht als Teil der Mecklenburger Bucht. Die Halbinsel Tarnewitz mit der Tarnewitzer Huk und dem daneben angelegten Fischereihafen wurde in den 1930er Jahren durch den Reichsarbeitsdienst auf den festlandnahen Resten der ehemaligen Halbinsel Lieps aufgespült. Das befestigte Gelände diente bis 1945 als militärischer Versuchsflughafen zur Erprobung von Flugzeugbordwaffen. Die zeitgenössisch als Erprobungsstelle Tarnewitz bezeichnete Anlage wurde von der auf dem Priwall befindlichen Erprobungsstelle See mit genutzt.