Sosnowiec est une ville à statut de district située dans la voïvodie de Silésie, dans le sud de la Pologne. La ville se trouve sur les plateaux de Silésie, à une altitude de 250 mètres au-dessus du niveau de la mer. Trois rivières, la Czarna Przemsza, la Biała Przemsza et la Brynica, traversent son territoire. Elle abrite l'université Humanitas.
La commune est divisée en plusieurs quartiers distincts, notamment Zagórze, Sielec et Kazimierz Górniczy. Sosnowiec est limitrophe de plusieurs autres zones urbaines de la métropole silésienne, dont Katowice, Mysłowice et Dąbrowa Górnicza.