Mesto Sliač leží vo Zvolenskej kotline v údolí rieky Hron. Jeho nadmorská výška je 298 m. Kúpeľný areál je v nadmorskej výške 373 m. Katastrálne územie mesta má rozlohu 3983 ha a najvyšší bod tohto územia je vo výške 888 m nad morom . Západnú časť katastrálneho územia mesta tvoria mierne zvlnené lúky prechádzajúce do pahorkatiny podhoria Kremnických vrchov, odlesnené okolie toku Hrona a západné svahy Zvolenskej vrchoviny s hladko modelovaným povrchom chrbtov, ktoré vznikli v treťohornej rovine na východnej strane územia mesta. Mestská časť Sampor leží vo Zvolenskej kotline, doline potoka Lukavica, značne odlesnený pahorkatinný reliéf katastrálneho územia má charakter širokých chrbtov, ktoré sú zvyškami poriečnej rovne.
Cez mesto Sliač preteká rieka Hron, ktorá tvorí nielen hlavný tok mesta, ale aj dôležitý geografický činiteľ, ktorý mesto rozdeľuje na dve územne oddelené časti. Ďalšie vodné toky, dôležité pre mesto sú Lukavica, Samporský potok, Sielnický potok a Kováčovský potok.
Mesto Sliač sa nachádza v okrese Zvolen, medzi mestami Zvolen a Banská Bystrica, ktoré sú okresnými, respektíve krajskými centrami. Má výhodnú polohu a dobrú morfológiu terénu. Sliač sa v dôsledku svojej polohy orientuje najmä na Banskú Bystricu a Zvolen, ktoré vytvárajú populačno–priemyselné centrum Banskobystrického kraja a celého stredného Slovenska. Zároveň leží na rieke Hron a stáva sa tak súčasťou Pohronskej osi osídlenia, ktorá tvorí hlavnú os osídlenia Banskobystrického kraja.