Nairobi dekker et areal på 696 km² og ligger mellom byene Kampala og Mombasa. Ettersom Nairobi ligger i nærheten av den østlige kanten av Riftdalen er mindre jordskjelv og rystelser ikke uvanlig. Ngongfjellet, som ligger vest for byen, er det mest fremtredende geografiske trekket ved Nairobiområdet. Mount Kenya ligger nord for Nairobi og Kilimanjaro er mot sørøst. Begge fjellene er synlige fra Nairobi på en klar dag.