Los Angeles est la deuxième ville la plus peuplée des Etats-Unis après New York. Elle est située dans le sud de l'Etat de Californie, sur la côte pacifique. La ville est le siège du comté portant le même nom.

Selon une estimation, la population de la commune est de 3 976 322 habitants en 2016, alors qu'elle n'était que de 11 500 en 1887. Le comté rassemble 10 179 716 habitants (en juillet 2004) alors que l'aire urbaine de Los Angeles compte environ 18,5 millions d'habitants, ce qui en fait la deuxième agglomération des Etats-Unis après celle de New York. Mais la commune de Los Angeles est relativement restreinte face à son agglomération, même si elle est plus grande que New York et Chicago. Los Angeles est une ville olympique : elle accueille les Jeux olympiques d'été deux fois (en 1932 et 1984), et les accueillera de nouveau en 2028. Mondialement connue pour son activité culturelle (notamment via la production cinématographique à Hollywood), elle a un statut de ville-région mondiale (world city-region); cosmopolite, elle demeure l'un des points d'entrée d'immigrants les plus importants aux Etats-Unis.
Située en Californie du Sud, bordée au nord par les Monts San Gabriel, à l'ouest et au sud par l'Océan Pacifique (situation favorable permettant aux Angelinos de faire du ski et se baigner dans la même journée), Los Angeles offre une grande variété de paysages. Le rivage est constitué des longues plages de sable blanc des baies de Santa Monica et de San Pedro, qui font de Los Angeles la plus grande métropole établie sur un site de littoral, Perth et Rio de Janeiro exceptées8. La ville occupe une partie du bassin de Los Angeles, une plaine côtière accidentée, et une grande partie de la vallée de San Fernando, dont elle est séparée par de hautes collines, les monts Santa Monica. Le principal cours d'eau de Los Angeles est la Los Angeles River, un petit fleuve qui prend sa source dans la vallée de San Fernando et traverse la ville jusqu'à l'océan.

La ville s'étend sur 1 290,6 km2 (dont 75,7 km2, soit 5,86 %, de plans d'eau). La distance nord-sud la plus grande est de 71 km, la distance est-ouest de 47 km ; le périmètre total est de 550 km. Selon le Bureau du recensement des Etats-Unis, Los Angeles est à la septième place nationale des villes de plus de 100 000 habitants pour la superficie9. L'altitude maximale sur la commune est de 1 548 m au Sister Elsie Peak10. Le territoire de la ville de Los Angeles est si vaste qu'il est généralement divisé en plusieurs grandes régions : Downtown Los Angeles (Central L.A), Eastside, Wilshire, Hollywood, Northwest, South Los Angeles (anciennement South Central), Westside, la vallée de San Fernando (San Fernando Valley), et Harbor Area (zone portuaire). Ces régions constituent les plus grandes divisions géographiques de la ville et sont elles-mêmes subdivisées en nombreux quartiers. La région de Los Angeles comprend un nombre remarquable d'espèces de plantes indigènes : le pavot de Californie, le matilija poppy11, le toyon, et des centaines d'autres. Avec ses plages, ses dunes, ses collines, ses montagnes et ses rivières, elle est riche en écosystèmes divers. Mais certaines espèces sont rares et menacées, comme la Los Angeles sunflower. La ville compte également 379 parcs dont la superficie totale est de 63,5 km212. Griffith Park est le plus grand parc urbain du monde. Le plus vieux parc de la ville a été créé en 1781 et se trouve dans le El Pueblo de Los Angeles Historic Monument, près de Union Station.
Les rues de la ville forment un plan en damier important, dont les axes principaux sont les autoroutes et les surface streets, aussi appelées boulevards. Parmi les principales rues est-ouest, on peut citer Ventura, Hollywood, Sunset, Wilshire, Santa Monica et Beverly. Il existe d'autres rues célèbres dans la ville qui n'ont pas le titre de boulevards, bien que ce soient aussi des axes importants. On peut citer pour exemple : Mulholland Drive, Pacific Coast Highway, Melrose Avenue, Florence Avenue, Normandie Avenue, Vermont Avenue, La Brea Avenue, Figueroa Street, Grand Avenue, Central Avenue et Alameda Street. Los Angeles est connue pour ses nombreux nids-de-poule qui sont la cause d'accidents. Les fonds concernant la voirie sont en effet insuffisants pour maintenir le gigantesque réseau routier de la ville. Ce problème a été la cause principale de la tentative de sécession de la vallée de San Fernando en 2002. En décembre 2005, une opération visant à reboucher ces nids-de-poule a eu lieu dans la vallée, mais le problème n'est pas encore résolu à l'heure actuelle. La ville est aussi le théätre de nombreuses courses poursuite qui peuvent durer des heures tant le système routier et autoroutier est vaste et complexe, et qui sont souvent relayées par les chaînes de télévision locales. Contrairement à l'assertion d'une chanson populaire, qui dit que « personne ne marche à L.A. » (« nobody walks in L.A. »), plusieurs lieux de la ville sont très fréquentés par les piétons, surtout dans le centre-ville et dans les nombreux quartiers commerciaux. Il y est alors souvent plus rapide de marcher que de conduire, à cause du manque de parcs de stationnement et du très grand nombre d'automobiles.
Malgré son étendue, Los Angeles n'est pas comparable à la ville de Memphis qui est une véritable agglomération vide de piétons[réf. nécessaire]. Tout au long des environ 10 km de la plage de sable Venice Beach, on circule sans voitures entre la plage et les maisons : deux voies bitumées sont réservées l'une aux piétons, l'autre (une sorte de piste cyclable à deux voies), à toutes sortes de véhicules « propres » : vélos électriques ou non, planches à roulettes, trottinettes électriques publiques, etc.