Het meer van Genève (Lac Léman in het Frans) is het meest prominente geografische kenmerk in de regio rond Lausanne. Lausanne ligt op de zuidelijke helling van het Zwitserse plateau, met een hoogteverschil van 500 meter tussen de oever van het meer bij Ouchy en de noordelijke grens die grenst aan Le Mont-sur-Lausanne en Épalinges. Lausanne heeft een prachtig uitzicht op het meer en de Alpen.
Naast de doorgaans zuidwaarts aflopende vorm, is het stadscentrum de locatie van een oude rivier, de Flon, die sinds de negentiende eeuw is bedekt. De voormalige rivier creëert een kloof die door het stadscentrum loopt ten zuiden van het oude stadscentrum, voornamelijk volgens de lijn van de huidige Rue Centrale, met verschillende bruggen over de depressie om de nabijgelegen wijken met elkaar te verbinden. Vanwege de aanzienlijke hoogteschommelingen moeten bezoekers bijhouden op welk hoogteniveau ze zich bevinden en waar ze willen reizen, anders bevinden ze zich tientallen meters onder of boven de straat die ze proberen te navigeren. De term Flon wordt ook gebruikt voor het metrostation van de kloof.
Vidy, Cour, Ouchy, Mornex, Chailly, La Sallaz, Vennes, Montblesson, Vers-chez-les-Blanc, Montheron en Chalet-à-Gobet (871 m) maken allemaal deel uit van de gemeente. de exclave van Vernand.
Lausanne ligt op het kruispunt van de uitgestrekte wijnbouwgebieden van Lavaux (in het oosten) en la Côte (in het westen) (in het westen).
Lausanne heeft een landoppervlak van 41.38-41.33 vierkante kilometer (15.98-15.96 vierkante mijl) vanaf 2009. (afhankelijk van de berekeningsmethode). 6.64 km2 (2.56 sq mi) of 16.0 procent van dit land wordt gebruikt voor landbouw, terwijl 16.18 km2 (6.25 sq mi) of 39.1 procent bebost is. Het resterende landoppervlak is als volgt verdeeld: 18.45 km2 (7.12 sq mi) of 44.6 procent is bewoond (gebouwen of wegen), 0.05 km2 (12 acres) of 0.1 procent is rivieren of meren, en 0.01 km2 (2.5 acres) of 0.0 procent is onproductieve grond.
Industriële gebouwen waren goed voor 1.6 procent van de totale bebouwde oppervlakte, terwijl woningen en constructies goed waren voor 21.6 procent en transportinfrastructuur goed voor 12.5 procent. Elektriciteits- en waterinfrastructuur, evenals andere speciaal ontwikkelde gebieden, waren goed voor 1.4 procent van het land, met parken, groene gordels en sportvelden voor de resterende 7.5 procent. Zware bossen bedekken het hele beboste landgebied. Gewassen zijn goed voor 11.1 procent van de landbouwgrond, terwijl weiden goed zijn voor 4.2 procent. De watervoorziening van de gemeente bestaat volledig uit meren.
De gemeente was een onderdeel van het oude Lausanne District totdat het op 31 augustus 2006 werd ontbonden, toen het de zetel werd van het nieuwe Lausanne District.