Село Сан-Стефано се намира на 67 km западно от центъра на областния град Бургас, на 19 km юг-югозападно от общинския център град Карнобат и на 58 km изток-североизточно от град Ямбол. Разположено е сред ниските хълмове в Хисаро–Бакаджишкия праг, западно от вододелната му линия. Надморската височина в центъра на селото е около 230 m и нараства на югоизток до около 250 – 260 m.