Die Stadt Sitten liegt auf etwa 510 m ü. M. im Unterwallis beidseits der Rhone. Der alte Siedlungskern befindet sich nördlich des Rhoneufers. Er wird vom Bachlauf der Sionne durchflossen, der heute streckenweise unterirdisch gefasst ist

Das Gelände der Altstadt fällt vom Norden nach Süden und Südwesten in Richtung des Flusslaufes spürbar ab. Dabei ergibt sich eine Höhendifferenz von über 30 Metern. Durch den Schüttungskegel der Sionne wurde die Rhone in einem Bogen leicht in Richtung Südost und von der Altstadt abgedrängt.

Im Osten des historischen Stadtkerns schliesst sich der 611 m ü. M. hohe Fels Valère und nordöstlich eine weitere Felserhebung mit 651,8 m ü. M. und der Festungsruine Tourbillon an. Im Westen, mit einem Abstand von etwa 1.000 Metern zur Altstadt, grenzt der dominante Mont d’Orge (786 m ü. M.) an das heutige bebaute Areal der Stadt. Die jüngeren Stadtteile um den Bahnhof und auf dem südlichen Rhoneufer sind flache Ebenen aus quartären Ablagerungen. Auf weiteren Sedimentterrassen liegen im westlichen Stadtgebiet der regionale Flughafen Sion und ausgedehnte Gewerbegebiete.

Die Bodennutzung in Sitten setzt sich aus einer urbanen Bebauung der Stadt, lockeren Bebauung zu Gewerbezwecken, an den steilen Hanglagen mit intensivem Weinbau und in den flussnahen Bereichen durch weitere landwirtschaftliche oder gartenbauliche Nutzungen zusammen.