Bílina liegt am Nordwesthang des Böhmischen Mittelgebirges auf etwa 207 Metern Höhe, wo der Fluss Bílina durch die Stadt fließt. Zehn Kilometer östlich erhebt sich der 836 Meter hohe Milešovka, der höchste Berg des Gebirges. Die Stadt verbindet die Nachbarorte Most und Teplice und liegt an der Europastraße 442 sowie an der Bahnstrecke Ústí nad Labem–Chomutov. Ehemalige Braunkohlentagebaugebiete umgeben die Stadt im Nordwesten und Südosten.
Die erste Erwähnung der Region stammt aus dem Jahr 993, als die „provincia Belinensis“ in einem päpstlichen Steuerbulletin genannt wurde. Im 10. Jahrhundert herrschten hier die Bilinianer, später übernahmen die Přemysliden die Macht. Die Stadt wurde 1263 zur Stadt erhoben und wechselte mehrfach die Besitzer, darunter den Johanniterorden und den Deutschen Orden. Im 16. Jahrhundert erlebte Bílina eine Blütezeit mit Handwerksbetrieben, doch Kriege und Brände behinderten die Entwicklung. Im 17. Jahrhundert entstand das Barockschloss, und der Ort wurde als Kurort bekannt, besonders durch die Mineralquellen in Bad Sauerbrunn.
Heute prägen das Barockschloss der Fürsten von Lobkowicz und die Kirche der Heiligen Peter und Paul das Stadtbild. Der Berg Bořeň mit seinem Berggasthaus und der verwilderte Borschen-Garten sind beliebte Ausflugsziele. Die Stadt ist für ihre Mineralquellen und das historische Kurgebiet bekannt. Persönlichkeiten wie Alexander von Humboldt und Johann Wolfgang von Goethe zählten zu den berühmten Gästen des Kurbads. Wirtschaftlich spielen Braunkohlentagebau, Glasindustrie und Landwirtschaft eine Rolle.