Deux sites incarnent l'image emblématique de Rio : le Christ Rédempteur et le Pain de Sucre. Avec ses plages en mosaïque, ils caractérisent la ville.
Le Christ Rédempteur (Cristo Redentor) est la statue Art déco de 30 mètres de haut de Jésus, située au sommet du Corcovado, à 710 mètres d'altitude. Achevée en 1931, la statue (avec son piédestal de 8 mètres) atteint 38 mètres de haut, avec ses bras tendus sur 28 mètres. Elle est rapidement devenue le symbole du Brésil, et a même été élue l'une des sept nouvelles merveilles du monde. Un chemin de fer à crémaillère (construit en 1884 et reconstruit plus tard) transporte les visiteurs à travers la forêt de Tijuca jusqu'à la station du sommet, bien que beaucoup empruntent également une partie du trajet à pied ou en voiture. La vue depuis la base du Christ sur la ville et la baie est souvent citée comme « l'une des plus belles au monde » – en effet, selon l'UNESCO, Rio « se situe dans l'étroite bande de plaine alluviale entre la baie de Guanabara et l'océan Atlantique », de sorte que des plateformes d'observation permettent de voir la ville nichée entre les montagnes et la mer.
Le Pain de Sucre (Pão de Açúcar) est un pic granitique de 396 m situé à proximité, à l'embouchure de la baie. S'élevant à pic sur l'eau, il offre depuis longtemps une vue panoramique sur Rio. Son célèbre téléphérique a été inauguré en 1912 (le premier téléphérique de ce type au Brésil, l'un des plus anciens au monde). Aujourd'hui, une station inférieure, sur la colline d'Urca, conduit les visiteurs à un belvédère intermédiaire, puis une seconde cabine mène au sommet du Pain de Sucre. De là, on aperçoit Rio depuis le parc Flamengo jusqu'à l'Ilha do Governador. Le Christ et le Pain de Sucre s'inscrivent dans ce que l'UNESCO appelle les « Paysages cariocas entre montagne et mer », une reconnaissance délibérée de la façon dont ces caractéristiques naturelles ont façonné l'identité culturelle de Rio.
D'autres sites urbains jalonnent Rio. À la pointe d'Urca (en contrebas du Pain de Sucre) se trouve le village d'Urca, une ville tranquille avec des restaurants au bord de l'eau. Le quartier de Glória, d'un côté du Pain de Sucre, abrite le plus ancien monastère de Rio et est réputé pour sa vie nocturne bohème. Le long de la baie se trouve Flamengo, qui s'est doté au XXe siècle d'un vaste parc riverain (Aterro do Flamengo) abritant musées, monuments et plages. Ce parc (110 hectares) est considéré comme le plus grand parc urbain du Brésil. Face à Flamengo, sur un long promontoire, se trouve le jardin botanique de Rio de Janeiro (Jardim Botânico), fondé en 1808. Les palmiers, les orchidées et les statues d'explorateurs du jardin botanique offrent un contrepoint paisible aux plages animées des environs.
Même les collines les moins connues sont singulières : par exemple, le Morro da Urca, le sommet inférieur du Pain de Sucre, abrite une célèbre station de téléphérique et des restaurants ; le Morro Dois Irmãos (Deux Frères) domine la plage de Leblon ; Pedra Bonita et Pedra da Gávea, dans la chaîne de montagnes de Tijuca, sont prisées des randonneurs. De fait, la forêt de Tijuca offre de nombreux sentiers et cascades – comme celles qui entourent les cascades de Taunay dans le Parque Lage – qui surprennent les touristes qui ne s'attendent qu'à la ville. (Tijuca a été reboisée au XIXe siècle après la déforestation des plantations de café ; c'est aujourd'hui un parc national et une réserve de biosphère de l'UNESCO.)
En bref, la géographie de Rio est indissociable de son attrait. Le dossier de l'UNESCO souligne comment « les vastes paysages aménagés le long de la baie de Copacabana… ont contribué à la culture de la vie en plein air de cette ville spectaculaire ». Les Cariocas vivent en plein air : plages, places et collines grouillent de monde jour et nuit. Le climat et les paysages y sont propices. Même en hiver, le soleil est chaud et la vue dégagée.