Sama se situe dans le bassin du Nalón, au centre-sud des Asturies, à environ 25 km d’Oviedo et 30 km de Gijón, ce qui en fait un lieu central au sein du territoire asturien. Elle est traversée par la rivière Nalón et entourée de collines boisées et de paysages marqués par l’activité industrielle passée.
La ville appartient à la commune de Langreo, un ensemble urbain composé de plusieurs noyaux, dont La Felguera, Ciaño et Riaño. C’est une zone intérieure de moyenne altitude, historiquement connectée aux grands axes économiques de la région.
Le climat est océanique humide, avec des températures modérées toute l’année. Les hivers sont doux et les étés agréables, rarement caniculaires. Le printemps et l’automne sont idéaux pour visiter la ville, particulièrement lors des grandes festivités et des événements culturels.