София е разположена в Софийското поле с надморска височина около 550 метра на територия от 1,311 кв. км, от които населените места и урбанизираните територии заемат 245.5 кв. км, земеделските територии са с площ 509 кв. км, горските - 466.5 кв. км, териториите за добив на полезни изкопаеми - 40.5 кв. км, териториите за транспорт и инфраструктура - 20.6 кв. км и водни течения и водни площи - около 40 кв. км.

В Софийското поле има железни руди, строителни материали и лигнитни въглища. Строителните материали са пясък, чакъл, ломен камък, варовик и глини.

Районът е богат на минерални води. 

През територията на София протичат няколко маловодни реки. Техните легла в чертите на града са коригирани. По-големи са Искър, Владайска, Перловска, Суходолска, Слатинска, Боянска, Бистришка, Банкянска. Главната отводнителна артерия е меридианно разположената долина на река Искър. Хидроминералните ресурси на територията на София заемат значителен дял от тези на страната (15 находища с общ разход на минерална вода - 130 л/сек.

В равнинната част на Софийското поле преобладават черноземните смолници, алувиално-ливадните и делувиално-ливадни почви. За полупланинските райони са характерни канелените и кафявите горски почви.