Sofya Vadisi’nin büyük bir alanını kapsayan şehrin kuzeyinde Sıra Dağlar (Stara Planina), doğusunda ve güneydoğusunda Sredna Gora, güneyinde ve güneybatısında Vitoşa dağı, batısında ise Lülin, Viskâr ve Çepın dağları bulunur. Şehir, İskır nehrinin ve soldaki kollarının şeritleri üzerine kuruludur.