宿州市位于淮河以北，蚌埠与徐州两市之间。津浦铁路和新汴河在市辖区内交会。地理坐标为北纬33°35’～33°42’，东经116°51’～117°04’之间。东邻宿县东二铺乡，南邻宿县前傅乡，西邻濉溪县三铺乡，北邻宿县北十里乡。从旧城区沿公路线计起，东距灵璧县城57公里，东南距固镇县城47公里，南距怀远县城83公里，西南距蒙城县城65公里，西距涡阳县城86公里，距永城县城70公里，西北距淮北市治所相山53公里，北距徐州80公里，东北距宿县边境褚兰镇65公里，南距省会合肥市220公里，北距首都北京890公里。
宿州市东西最大距离19.47公里，南北最大距离10.89公里，总面积125平方公里，合18.75万亩。其中城区占用1.8万亩，为总面积的9.6％；郊区农民居住用地为4.2万亩，占总面积的22.4％；水域（包括挖压地）1.27万亩，占总面积的6.8％；铁路、公路和农村生产路占用1.14万亩，为总面积的6.08％；耕地为9.74万亩，占总面积的52％。其余则为坟地等所占用。
市区的基岩属于泰山余脉。基岩所埋深度，浅层一般为40米左右，市区西部为180米，市区东部为200米。在远古，盆地中沉积了较厚的第四纪松散堆积物。后来黄河多次泛滥，沙层流布其上，层位较稳定，顶板埋深在3至4米，含沙层次3至4层。
市区地形由西北向东南略有倾斜。西北部的西二铺乡海拔28米，东南部城东乡南刘家海拔25米。由于河流变迁，沿永城经宿城至泗县的公路一线为黄泛冲积区，地势较高。向南北两侧伸延，地势逐渐降低。如城西公路边的小李家，海拔27.5米，它北边的马家则为26.4米，南边的小苏家为25.2米。