Agios Stefanos ligger på en åsside i det nordøstlige Athen på ca. 350 moh. Den ligger øst for Parnithafjellet nordvest for Pentelikofjellet, og 4 km sydvest for Marathon Reservoar. Kilden til elven Kifisos ligger nær Agios Stefanos. Den er 9 km. vest for Marathon og 21 km norrdøst for sentrum av Athen. Det er et utbygget område, sammenhengende med forstedene Anixi og Stamata mot syd. Motorvei GR 1 (Athens - Lamia - Thessaloniki) passerer vest for stedet. Agios Stefanos har ennjernbanestasjon for linjen fra Athen til Thessaloniki. Athens ERA-1 sender, den nest høyeste struktur i Hellas ligger nord for Agios Stefanos.