Il lago di Ginevra (Lac Léman in francese) è la caratteristica geografica più importante della regione intorno a Losanna. Losanna si trova sul versante meridionale dell'altopiano svizzero, con un dislivello di 500 metri (1,640 piedi) tra la riva del lago di Ouchy e il suo confine settentrionale confinante con Le Mont-sur-Lausanne ed Épalinges. Losanna ha una vista mozzafiato sul lago e sulle Alpi.
Oltre alla sua forma solitamente inclinata verso sud, il centro città è sede di un antico fiume, il Flon, che è stato coperto dal diciannovesimo secolo. L'ex fiume crea un canyon che attraversa il centro cittadino a sud del centro storico, seguendo principalmente la linea dell'attuale Rue Centrale, con vari ponti sulla depressione per collegare i quartieri vicini. A causa delle notevoli fluttuazioni di quota, i visitatori devono tenere traccia del piano di quota su cui si trovano e dove desiderano viaggiare, altrimenti si troveranno decine di metri sotto o sopra la strada che stanno tentando di percorrere. Il termine Flon è usato anche per la stazione della metropolitana della gola.
Vidy, Cour, Ouchy, Mornex, Chailly, La Sallaz, Vennes, Montblesson, Vers-chez-les-Blanc, Montheron e Chalet-à-Gobet (871 m (2,858 piedi)) fanno tutti parte del comune, così come l'exclave di Vernand.
Losanna si trova all'incrocio dei vasti distretti vinicoli di Lavaux (a est) e la Côte (a ovest) (a ovest).
Losanna ha una superficie di 41.38–41.33 chilometri quadrati (15.98–15.96 miglia quadrate) a partire dal 2009 (a seconda del metodo di calcolo). 6.64 km2 (2.56 miglia quadrate) o il 16.0% di questa terra sono utilizzati per l'agricoltura, mentre 16.18 km2 (6.25 miglia quadrate) o il 39.1% sono boschivi. La restante superficie è suddivisa come segue: 18.45 km2 (7.12 miglia quadrate) o 44.6% è abitato (edifici o strade), 0.05 km2 (12 acri) o 0.1% è fiumi o laghi e 0.01 km2 (2.5 acri) o 0.0 la percentuale è terreno improduttivo.
Gli edifici industriali rappresentavano l'1.6% dell'area edificata totale, mentre le abitazioni e le strutture rappresentavano il 21.6% e le infrastrutture di trasporto il 12.5%. Le infrastrutture elettriche e idriche, così come altre aree sviluppate speciali, rappresentavano l'1.4% del territorio, con parchi, cinture verdi e campi sportivi che rappresentavano il restante 7.5%. I boschi pesanti coprono l'intera regione boschiva. I raccolti rappresentano l'11.1% dei terreni agricoli, mentre i pascoli rappresentano il 4.2%. L'approvvigionamento idrico del comune è interamente costituito da laghi.
Il comune faceva parte del vecchio distretto di Losanna fino a quando non è stato sciolto il 31 agosto 2006, quando è diventato la sede del nuovo distretto di Losanna.