Sofia dankt haar ontwikkeling als belangrijke nederzetting
vooral aan de centrale ligging in de Balkan. De stad ligt in het westen van
Bulgarije, aan de noordelijke voet van de berg Vitosja, in het Sofiadal dat aan
alle kanten omgeven is door bergen. Drie bergpassen leiden naar de stad, die al
sinds de oudheid fungeert als een belangrijke verbindingsplaats tussen de
Adriatische Zee en Centraal-Europa met de Zwarte Zee en de Egeïsche Zee.
Door de stad stroomt een aantal rivieren, waaronder de
Vladajska en de Perlovska. De Iskar komt met zijn bovenste stroom vlakbij
Oost-Sofia. De stad staat bekend om haar mineraalbronnen en thermische bronnen.
In de vorige eeuw werden er diverse stuwmeren gebouwd.
De stad ligt 150 km ten noordwesten van Plovdiv, de tweede
stad van Bulgarije, 390 km ten westen van Boergas en 472 km ten westen van
Varna, de twee belangrijkste havensteden van Bulgarije aan de Zwarte Zee.