เทศบาลเมืองสระบุรี ตั้งอยู่บนที่ราบสูง สูงกว่าระดับน้ำทะเลปานกลางที่ระดับความสูงประมาณ
15–16 เมตร
มีความลาดเอียงต่ำลงบริเวณรอบนอกเมือง ในฤดูฝนจะมีน้ำท่วมขังบริเวณที่ต่ำเนื่องจากบางจุด
การระบายน้ำไม่ดีพอ มีแม่น้ำป่าสักไหลผ่านเขตเทศบาลเมืองสระบุรี
โดยไหลผ่านมาจากอำเภอมวกเหล็ก สู่อำเภอแก่งคอย อำเภอเมือง และอำเภอเสาไห้
แล้วไหลบรรจบกับแม่น้ำเจ้าพระยาที่จังหวัดพระนครศรีอยุธยาคิดเป็น
ความยาวที่ไหลผ่านเขตจังหวัดสระบุรี 105 กิโลเมตร และภายในเขตเทศบาล มีคลอง 1 แห่ง คือ
คลองฝั่งแดง
ทิศเหนือ จรดตำบลดาวเรือง และตำบลตะกุด
ทิศใต้ จรดตำบลปากข้าวสาร และตำบลโคกสว่าง
ทิศตะวันออก จรดตำบลตลิ่งชัน และตำบลตะกุด
ทิศตะวันตก จรดตำบลนาโฉง และตำบลโคกสว่าง