Thành phố Đà Lạt nằm trong cao nguyên Lang Biang, phía Bắc tỉnh Lâm Đồng, Về phía Bắc, Đà Lạt giáp với huyện Lạc Dương, về phía Đông và Đông Nam giáp với huyện Đơn Dương, về phía Tây và Tây Nam giáp với hai huyện Lâm Hà và Đức Trọng.
Hàng trăm năm trước đây, Đà Lạt là địa bàn cư trú của người Lạch, vốn là cư dân của toàn bộ cao nguyên Lang Biang. Đà Lạt có diện tích hơn 400 km², bao bọc bởi các đỉnh núi cao và dãy núi liên tiếp:
• Phía Bắc và Tây Bắc giới hạn bởi dãy Chorơmui, Yộ Đa Myut (1.816 m), Tây Bắc dựa vào chân dãy núi Chư Yang Kae (1.921 m), thuộc quần sơn Lang Biang mà đỉnh cao nhất là Chư Yang Sinh (1.408 m).
• Phía Đông là chân dãy núi Bi Doup (2.278 m) dốc xuống cao nguyên Dran.
• Phía Đông Nam chắn bởi dãy Cho Proline (1.629 m).
• Phía Nam và Tây Nam có dãy núi Voi (1.754 m) và Yàng Sơreng bao bọc.
Đà Lạt nằm cao trung bình so với mặt biển là 1.500 m. Nơi cao nhất trong trung tâm thành phố là Nhà Bảo Tàng (1.532 m), nơi thấp nhất là thung lũng Nguyễn Tri Phương (1.398,2 m).