Die Stadt Freiberg liegt im nördlichen Teil des Erzgebirges, ein großer Teil der Stadt ist zudem im westlichen Teil der Freiberger Mulde gelegen. Eingebettet in die Täler des Münzbaches sowie des Goldbaches ist das Zentrum der Stadt auf 412 Meter über NN gelegen. Der tiefste Punkt Freibergs ist die Stadtgrenze am Münzbach, die lediglich 340 Meter über NN gelegen ist, der höchste Punkt ist die ehemalige Bergbauhalde mit 491 Meter.
Freiberg ist demnach auch maßgeblich vom Bergbau geprägt, die Stadt liegt inmitten einer Rodungslandschaft. Im Norden, Südwesten sowie im Südosten ist die Stadt jedoch von Wald umgegeben, in den übrigen Himmelsrichtungen liegen Felder und Wiesen.


Freiberg früher
Das ursprüngliche Freiberg war das ehemalige Waldhufendorf "Christiansdorf", das im Tal des Münzbaches lag. In den folgenden Jahren und Jahrzehnten entwickelte sich die Stadt zunehmend an den benachbarten Hängen und breitete sich so immer weiter aus.
Der Norden Freibergs ist geprägt von dem Campus der TU Bergakademie, der bereits in den 1950er und 1960er Jahren entstanden ist. Zum nördlichen Freiberg gehören weiterhin die Stadtteile Lößnitz und Kleinwaltersdorf, wobei diese nicht unmittelbar an die städtischen Bebauungsgrenzen heranreichen.
Der östliche Teil Freibergs ist stark vom ehemaligen Bergbau geprägt, hier findet man noch immer entsprechende Berbau-Anlagen, Halden und Industrieanlagen. Zwar wurden viele der ehemals genutzten Teile des Stadtteils bereits wieder begrünt, noch immer sind jedoch zahlreiche Bergbauhalden zu sehen.
Im Süden Freibergs finden sich zahlreiche Einsenbahntrassen, die auf den Dämmen von Münzbach und Goldbach errichtet wurden. Freiberg war aufgrund dieser Bahnschienen vor Jahren ein wichtiger Güterbahnhof im Süden der DDR, von dem die Stadtsilhouette noch immer geprägt ist.
Im Westen der Stadt findet man die von den Freibergern bevorzugte Wohngegend, einen Stadtpark sowie ein Freizeitzentrum. Zu Beginn des 19.Jahrhundertes wurden hier größere Villen errichtet, auch während der Zeit der DDR entstanden nicht wenige Einfamilienhäuser.
Zu den Nachbargemeinden Freibergs gehören im Westen Oberschöna, im Osten Hilbersdorf, im Norden Großschirma und im Süden Brand-Erbisdorf.