Ouagadougou liegt im Zentrum des Landes auf dem sogenannten Mossiplateau in der Region Centre und der Provinz Kadiogo. Es grenzt im Norden an Pabré, im Nordosten an die Region Plateau Central, im Osten an Saaba, im Südosten an Koubri, im Süden an Komsilga und im Westen an Tanghin-Dassouri.