Το Παλαιόκαστρο βρίσκεται 14 χλμ δυτικά του Ηρακλείου, ανατολικά του όρους Βασιλικό και στην περιφέρεια του χωριού Ρογδιά. Η παραλία σχηματίζεται στην έξοδο μιας μικρής κοιλάδας που διαρρέουν χείμαρροι που κατεβαίνουν από τη Ρογδια, την περιοχή της Μονής Σαββαθιανών ως και την Αχλάδα, με το γνωστότερο από αυτούς τους χείμαρρους να είναι το φαράγγι της Ρέχτρας. Ο κόλπος του Παλιόκαστρου προστατεύεται και στις δύο μεριές της από ψηλούς βράχους και κοιτάει ανατολικά.
Ανατολικά της παραλίας υψώνεται ένας ασβεστολιθικός βράχος, στην κορυφή του οποίου δέσποζε κάποτε το Παλαιόκαστρο, το Ενετικό φρούριο που προστάτευε τον κόλπο του Ηρακλείου από εχθρικές επιδρομές. Το κάστρο αυτό, του οποίου τμήμα των τειχών σώζεται, θεωρείται ότι είναι κτισμένο πάνω στην ακρόπολη της αρχαίας πόλης Κύταιον.
Το Παλιόκαστρο είναι από τις πλέον αγαπημένες παραλίες των κατοίκων του Ηρακλείου, οι οποίοι έρχονται με τις οικογένειες τους σε καθημερινή βάση. Πολλοί από αυτούς, οι περισσότεροι με καταγωγή από τη Ρογδιά, έχουν χτίσει και τα εξοχικά τους εδώ. Η παραλία είναι λίγο οργανωμένη και διαθέτει αρκετές ταβέρνες που σερβίρουν κυρίως θαλασσινά. Μπροστά στην παραλία υπάρχει μια πολύ παλιά ασβεστοκάμινος, η οποία αποτελεί ένα από τα καλύτερα δείγματα τέτοιων κατασκευών σε ολόκληρη την Κρήτη.
Η θάλασσα είναι βαθιά και στο δυτικό της τμήμα έχει πολύ μεγάλα βότσαλα. Στους βράχους που βρίσκονται κάτω από το φρούριο, σχηματίζονται μεγάλα φυσικά σκαλοπάτια, στα οποία μπορείτε να ανεβείτε και να κάνετε βουτιές από όποιο ύψος θέλετε, από 1 έως και 20 μέτρα. Εκεί θα δείτε πολλά παιδιά να συναγωνίζονται για το από πόσο ψηλά μπορούν να πηδήξουν και ποιος μπορεί να κάνει τις καλύτερες φιγούρες. Επίσης, ανάμεσα στον βράχο που κάνουν βουτιές και στην παραλία σχηματίζεται μια ψηλή και στενή σκοτεινή σπηλιά. Κατά μια ανεπιβεβαίωτη εκδοχή, υπήρχε στοά που οδηγούσε από το κάστρο απευθείας στη θάλασσα ως έξοδος διαφυγής, που ίσως να ήταν και το σπήλαιο αυτό.