Большой Лос-Анджелес (агломерация) протягивается почти на 200 км между городами Вентура и Сан-Бернардино.
Наивысшая точка Лос-Анджелеса — пик Сёстры Элси (1548 м). Самая крупная река города — река Лос-Анджелес, берущая начало в долине Сан-Фернандо (по большей части протекает в искусственном бетонном русле, в засушливое время практически пересыхает).

Официальный цветок Лос-Анджелеса — стрелиция королевская
Обилие природных зон в районе города (пляжи, дюны, болота, горы, холмы, реки) создаёт условия для существования многообразия биологических сообществ. Лос-Анджелес в основном окружают засушливые субтропические редколесья с обилием ярко цветущих растений. Вместе с тем, чрезвычайная урбанизация ландшафта приводит к уменьшению распространения и исчезновению многих биологических видов из черты города и его окрестностей. Улицы, сады и скверы Лос-Анджелеса засажены многочисленными редкими и экзотическими декоративными растениями, среди которых различные виды пальм, камелии и др.
Геология
Лос-Анджелес находится в активной сейсмической зоне благодаря своей близости к разлому Сан-Андреас, и разлому Пунте-Хиллс, проходящему через сам город. Последним крупным землетрясением стало разрушительное землетрясение 1994 года, эпицентр которого находился в северной части долины Сан-Фернандо. Это проявление стихии, которое произошло менее чем через два года после массовых погромов в Лос-Анджелесе, стало настоящим потрясением для жителей Калифорнии, причинив материальный ущерб на многие миллиарды долларов.
Другие крупные землетрясения в XX веке имели место в этом регионе в 1933, 1971 и 1987. Как бы то ни было, большинство землетрясений, происходящих в районе города, ощущаются лишь как слабые толчки (небольшие колебания регистрируются сейсмометрами практически ежедневно).
Климат
Город расположен в зоне субтропического средиземноморского климата, благодаря чему для региона характерна мягкая, довольно влажная зима и теплое, даже жаркое, чаще всего засушливое лето. Бризы, дующие с Тихого океана, делают климат в районах города, прилегающих к береговой линии, более прохладным летом и более тёплым зимой, по сравнению с такими «континентальными» районами города, как, например, Долина Сан Фернандо (San Fernando Valley).
Дневная температура летом может сильно превышать 32 °C, при том что средняя максимальная обычно держится в районе 29 °C; средняя минимальная ночная — обычно в районе 18 °C. Зимой днем средняя максимальная температура составляет 21 °C, средняя минимальная ночная — около 8 °C. Зафиксированный за время наблюдений температурный максимум составил 48,33 °C (22 июля 2006), минимальная температура наблюдалась зимой 1989: 7,8 °C.
Дожди наиболее характерны для зимних и весенних месяцев (февраль — самый влажный месяц). В среднем в Лос-Анджелесе за год выпадает 355,6 мм осадков (среднее количество дней с осадками — 35). Снег в пределах города выпадает редко, в то же время горы, окружающие Лос-Анджелес, достаточно регулярно покрываются снегом. Благодаря климатическим условиям, в некоторые дни в Лос-Анджелесе возможно в один и тот же день заниматься и горнолыжным спортом и сёрфингом.
| Климат Лос-Анджелеса в центре города | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Показатель | Янв | Фев | Мар | Апр | Май | Июн | Июл | Авг | Сен | Окт | Ноя | Дек | Год |
| Абсолютный максимум, °C | 32,8 | 33,3 | 35,0 | 38,9 | 41,1 | 43,0 | 46,1 | 46,7 | 45,3 | 44,1 | 38,3 | 34,4 | 46,7 |
| Средний максимум, °C | 18,7 | 18,8 | 18,6 | 22,7 | 25,6 | 27,2 | 31,1 | 30,8 | 29,8 | 26,6 | 21,3 | 18,8 | 21,3 |
| Средняя температура, °C | 13,9 | 14,4 | 14,6 | 16,0 | 18,3 | 21,1 | 26,7 | 25,5 | 23,2 | 21,4 | 18,4 | 14,2 | 17,4 |
| Средний минимум, °C | 8,8 | 9,6 | 10,3 | 11,6 | 13,5 | 15,3 | 17,1 | 17,9 | 17,3 | 15,1 | 11,6 | 8,8 | 13,1 |
| Норма осадков, мм | 61,0 | 63,8 | 50,3 | 18,3 | 3,6 | 0,8 | 0,3 | 3,8 | 7,9 | 8,6 | 44,7 | 42,2 | 305,3 |
| Абсолютный минимум, °C | 2,8 | 1,1 | 1,7 | 5,6 | 7,2 | 8,9 | 11,1 | 12,8 | 10,6 | 6,1 | 3,3 | 0,6 | 2,8 |
