Sannois se situe à l’entrée de la vallée de Montmorency sur la sortie nord ouest de Paris (à 15 km de Paris). C’est un lieu de passage privilégié vers Pontoise, le Vexin et la Haute-Normandie. La ville est traversée par l'autoroute A15 ainsi que l'A115.

La ville est entourée de collines qui la séparent de la ville voisine, Argenteuil, et constituent un ensemble boisé, idéal pour la marche. Sur la butte, appelée Mont Trouillet se trouve un moulin à vent datant du XVIIIè siècle.