Damas occupe une position stratégique sur un plateau qui s'élève à 680 m au-dessus du niveau de la mer et à environ 80 km de la Méditerranée, abrité par les montagnes de l'Anti-Liban, alimenté en eau par le fleuve Barada. Les montagnes de l'Anti-Liban, qui marquent la frontière entre la Syrie et le Liban, reçoivent des précipitations de la mer Méditerranée, de sorte que la région de Damas est parfois sujette à des sécheresses. Cependant, dans l'Antiquité, cette situation était atténuée par le fleuve Barada, qui prend sa source dans des ruisseaux de montagne alimentés par la fonte des neiges. Damas est entourée par la Ghouta, une terre agricole irriguée où de nombreux légumes, céréales et fruits ont été cultivés depuis l'Antiquité.
Le gouvernorat occupe une superficie de 107 km2, dont 79 km2 sont urbains (77 à Damas, 2 au camp de Yarmouk) tandis que le reste est occupé par le mont Qasioun qui domine la ville.