Die Demokratische Republik besteht aus den zwei Hauptinseln São Tomé (836 km²) und Príncipe (128 km²) und mehreren kleinen Inseln, die im Golf von Guinea ca. 300 km vor der Küste von Äquatorial-Guinea und Gabun liegen. Die São Tomé vorgelagerte kleine Insel "Das Rolas" liegt exakt in Höhe des Äquators. Mit insgesamt 1.001 km² (das entspricht etwa der Größe von Berlin) ist São Tomé und Príncipe eines der kleinsten afrikanischen Länder.
Die Inseln sind vulkanischen Ursprungs und ragen schroff aus dem Meer auf. Die höchste Erhebung mit 2.024 m ist der Pic São Tomé auf der gleichnamigen Insel. Die Landschaft auf beiden Inseln ist geprägt durch steile Gebirgshänge mit dichtem Regenwald und zahlreichen Wasserfällen. Príncipe befindet sich rund 140 km nördlich von São Tomé, hier erreichen die Berge Höhen bis maximal 948 m über dem Meeresspiegel.
Die Hauptstadt São Tomé liegt im Nordosten auf der gleichnamigen Insel.
