[3]​ Marblehead se encuentra ubicado en las coordenadas 42°29′33″N 70°50′8″O / 42.49250, -70.83556.

Según la Oficina del Censo de los Estados Unidos, Marblehead tiene una superficie total de 50.74 km², de la cual 11.36 km² corresponden a tierra firme y (77.61%) 39.38 km² es agua.

[4]​ Según el censo de 2010,[5]​ había 19.808 personas residiendo en Marblehead.

De los 19.808 habitantes, Marblehead estaba compuesto por el 96.36% blancos, el 0.76% eran afroamericanos, el 0.11% eran amerindios, el 1.02% eran asiáticos, el 0.01% eran isleños del Pacífico, el 0.58% eran de otras razas y el 1.16% pertenecían a dos o más razas.

[6]​ En 1677, las mujeres de Marblehead, a la sazón una villa de pescadores, lincharon a dos indios.