Al sur poniente Santa Catarina limita con San Francisco Tlaltenco y las colonias Selene y Ampliación Selene, por medio del Eje 10 Sur, la parte sur de Santa Catarina está conformada por tierras agrícolas conocidas como los Llanos de Tláhuac, éstas son el límite con las anteriores colonias.
En el Período Posclásico Tardío fue conocida como Cuauhtli Itlacuayan, que se traduce como Comedero del águila.
El pueblo de Santa Catarina Yecahuízotl se encuentra al sureste del volcán Guadalupe — También conocido como El Borrego o Santa Catarina—, sobre lo que fue la ribera norte del lago de Chalco.
Se encuentra a una altitud de 2240 m s. n. m. En general, el pueblo se encuentra en un terreno más o menos plano, con una elevación diferencial hacia el noroeste, por donde asciende la falda del Guadalupe.
El clima es C(Wo)b, templado subhúmedo con lluvias en verano, de humedad media.