เทศบาลเมืองสระบุรี ตั้งอยู่บนที่ราบสูง สูงกว่าระดับน้ำทะเลปานกลางที่ระดับความสูงประมาณ 15-16 เมตร มีความลาดเอียงต่ำลงบริเวณรอบนอกเมือง ทำให้ในฤดูฝนจะมีน้ำท่วมขังบริเวณที่ต่ำ เมืองสระบุรีมีแม่น้ำป่าสักไหลผ่านเขตเทศบาลเมืองสระบุรี โดยไหลผ่านมาจากอำเภอมวกเหล็ก สู่อำเภอแก่งคอย อำเภอเมืองสระบุรี และอำเภอเสาไห้ แล้วไหลบรรจบกับแม่น้ำเจ้าพระยาที่จังหวัดพระนครศรีอยุธยา และมีคลอง 1 แห่ง คือ คลองฝั่งแดง[2]