Szopienice graniczą od zachodu (za Roździeniem) z Burowcem, od północy z Sosnowcem, od wschodu (za Stawiskami i Drugimi Szopienicami) z Mysłowicami (z Janowem Miejskim oraz Szabelnią), natomiast od południa (za Wilhelminą) z Janowem.
Według podziału fizycznogeograficznego Jerzego Kondrackiego Szopienice znajdują się w mezoregionie Wyżyna Katowicka (341.13), natomiast pod względem historycznym we wschodniej części Górnego Śląska.
Pod względem budowy geologicznej Szopienice położone są w zapadlisku górnośląskim, które wypełnia utwory pochodzące z karbonu (głównie zlepieńce, piaskowce i łupki ilaste zawierające pokłady węgla kamiennego). W Szopienicach utwory karbonu są prawie w całości przykryte przez warstwy pochodzące z czwartorzędu (plejstocenu i holocenu). Obszar Szopienic zbudowany jest na piaskach i żwirach glacjalnych i fluwioglacjalnych, natomiast rejon ulicy Lwowskiej z eluwiów piaszczystych i pylastych glin zwałowych. Utwory te powstały pod wpływem trwających w plejstocenie zlodowaceń. Utwory holoceńskie w postaci osadów rzecznych wypełniają dolinę Rawy.