סרייבו ממוקמת במרכז בוסניה והרצגובינה. שטח העיר הוא 142 קמ"ר ומרכזה נמצא במרכז עמק סרייבו, בגובה 500 מטרים מעל פני הים. נהרמיליאצקה חוצה את העיר בזורמו ממזרח למערב ומקורותיו של נהר הבוסנה נמצאים בקרבת העיר.
סביב העיר נמצאים חמישה הרים בהם ישנם אתרי סקי רבים:
האקלים בסרייבו הואאקלים ממוזג, המשלב בין האקלים היבשתי האירופי לבין האקלים הים תיכוני. בסרייבו הקיצים חמים (טמפרטורות עד 35 מעלות צלזיוס) והחורפים קרים, בעיקר בשל גובהה של העיר.
החודש החם בשנה הוא חודש יולי, בו טמפרטורה ממוצעת של 19 מעלות צלזיוס. החודש הקר בשנה הוא ינואר, עם טמפרטורה ממוצעת של מעלה אחת מתחת לאפס.
הטמפרטורה הממוצעת השנתית היא 10 מעלות צלזיוס.
בסרייבו כמות משקעים שנתית ממוצעת של 905 מ"מ. בחודש אוקטובר, החודש הגשום בשנה, כמות המשקעים הממוצעת היא 89.4 מ"מ. החודש היבש בשנה הוא פברואר, ובו כמות המשקעים הממוצעת יורדת ל-61.4 מ"מ.
במקום בו שוכנת העיר סרייבו, הייתה התיישבות החל מתקופת האבן. במקום היו התיישבויות איליריות אשר נכבשו על ידיהאימפריה הרומית בשנת9 לפנה"ס. בתקופה הרומאית נקראה העיר אקווה סולפורה.
התאריך המקובל של ייסוד העיר הוא1461, כשהמושל העות'מאני של בוסניה,איסה בק איסקוביק, הפך את הכפר שהיה במקום לעיר הבירה האזורית ובנה בהמסגד,באזאר מקורה וסראייה (ארמון מושל), שעל שמו קרויה העיר. בתקופת המושלגאזי הורסב בק במאה ה-16 גדלה העיר. רוב העיר מתקופה זו השתמר עד ימינו ומהווה את העיר העתיקה של סרייבו.במאה ה-17 הייתה סרייבו העיר השנייה בחשיבותה בבלקנים, אחריאיסטנבול.
בשנת1984 נערכו בעירמשחקי החורף האולימפיים.במלחמת בוסניה, ב-6 באפריל1992, צרו כוחות סרביים על העיר ותקפו אותה. המצור על העיר נמשך עד שנת1995 והוביל להרס מרביתה. בשנת2003 הסתיים שיקומה של העיר, מלבד כמה אתרים קטנים במרכז העיר שטרם שוקמו.
במפקד אוכלוסין שנערך ביוני2010 נמצא כי מתגוררים בסרייבו 310,605 תושבים, ובמטרופולין מתגוררים כ-436,572 תושבים.
צפיפות האוכלוסין בעיר היא 2157.2 תושבים לקמ"ר. בשכונת נובו סרייבו (הצפופה בשכונות העיר) 7524.5 תושבים לקמ"ר ובשכונת סטארי גראד (הכי פחות צפופה משכונות העיר) 742.5 תושבים לקמ"ר.
הקבוצה האתנית הגדולה בסרייבו היא בוסנים - 77.4% מתושבי העיר (230,000 תושבים). הקבוצה השנייה בגודלה היא המיעוט האתני הסרבי המהווה 35,000 תושבים (12% מהתושבים). הקבוצה השלישית בגודלה היא המיעוט הקרואטי - 9,283 תושבים (3.1% מהתושבים).היתרה (7.5% מהתושבים) הםצוענים,יהודים ממוצא ספרדי ופועלים זרים (בעיקר סינים).
בעיר סרייבו ישנן שתי קבוצות כדורגל מרכזיות,ז'לייזניצ'אר סרייבו ומועדון הכדורגל סרייבו, שניהם מועדונים מכובדים מאוד, עוד בתקופתיוגוסלביה ומאוחר יותר עם עצמאותה של בוסניה והרצגובינה הפכו לשניים מהמועדונים המובילים במדינה.
לאחר מלחמת העולם, שבו שרידי הקהילה לעיר וחידשו את הפעילות הקהילתית. ב-1992, על רקע התפרקותיוגוסלביה, פרצהמלחמת בוסניה. הקרבות באזור העיר העמידו את יהודי הקהילה בסכנה. בסיועהסוכנות היהודית, חולצו חלק מבני הקהילה הועברו לזאגרב, חלקם למדינות אירופיות נוספות וחלקם עלו לישראל. כמה מאות יהודים העדיפו לא להתפנות ולהמשיך ולהתגורר בעיר. קהילת סרייבו נותרה הגדולה והמרכזית שבקהילות בוסניה והרצגובינה. ב-2007 התגוררו בסרייבו כ-700 יהודים.