Genevesøen (Lac Léman på fransk) er det mest fremtrædende geografiske træk i regionen omkring Lausanne. Lausanne er beliggende på den sydlige skråning af det schweiziske plateau med en højdeforskel på 500 meter (1,640 fod) mellem søbredden ved Ouchy og dens nordlige grænse, der støder op til Le Mont-sur-Lausanne og Épalinges. Lausanne har en fantastisk udsigt over søen og Alperne.
Ud over dens normalt mod syd skrånende form, er byens centrum stedet for en gammel flod, Flon, som har været dækket siden det nittende århundrede. Den tidligere flod skaber en kløft, der løber gennem byens centrum syd for den antikke bymidte, hovedsageligt efter linjen af den nuværende Rue Centrale, med forskellige broer over fordybningen for at forbinde de nærliggende kvarterer. På grund af de betydelige højdeudsving skal besøgende holde styr på det højdeplan, de befinder sig på, og hvor de ønsker at rejse, ellers vil de finde sig selv ti meter under eller over den gade, de forsøger at navigere. Udtrykket Flon bruges også om slugtens metrostation.
Vidy, Cour, Ouchy, Mornex, Chailly, La Sallaz, Vennes, Montblesson, Vers-chez-les-Blanc, Montheron og Chalet-à-Gobet (871 m (2,858 fod)) er alle en del af kommunen, som det er eksklave af Vernand.
Lausanne ligger ved krydset mellem de store vindistrikter Lavaux (mod øst) og la Côte (mod vest) (mod vest).
Lausanne har et landareal på 41.38–41.33 kvadratkilometer (15.98–15.96 kvadrat miles) fra 2009. (afhængigt af beregningsmetode). 6.64 km2 (2.56 sq mi) eller 16.0 procent af denne jord bruges til landbrug, mens 16.18 km2 (6.25 sq mi) eller 39.1 procent er skovbevokset. Det resterende landareal er opdelt som følger: 18.45 km2 (7.12 sq mi) eller 44.6 procent er bebygget (bygninger eller veje), 0.05 km2 (12 acres) eller 0.1 procent er floder eller søer, og 0.01 km2 (2.5 acres) eller 0.0 procent er uproduktiv jord.
Industrielle bygninger udgjorde 1.6 procent af det samlede bebyggede areal, mens boliger og strukturer tegnede sig for 21.6 procent, og transportinfrastruktur tegnede sig for 12.5 procent. El- og vandinfrastruktur samt andre særligt udviklede områder tegnede sig for 1.4 procent af jorden, med parker, grønne bælter og sportspladser, der tegnede sig for de resterende 7.5 procent. Tunge skove dækker hele det skovklædte landområde. Afgrøder står for 11.1 procent af landbrugsjorden, mens græsgange står for 4.2 procent. Kommunens vandforsyning består udelukkende af søer.
Kommunen var en del af det gamle Lausanne-distrikt, indtil det blev opløst den 31. august 2006, hvor det blev sæde for det nye Lausanne-distrikt.