Wschodnia część stanu Kalifornia leży na obszarze gór Sierra Nevada, składających się z jednego łańcucha o szerokości od 120 do 160 km. Na terytorium Kalifornii leży najwyższy szczyt Stanów Zjednoczonych (nie licząc Alaski), a mianowicie Mount Whitney (4420 m n.p.m.). Sierra Nevada opada ku wielkiej środkowej Dolinie Kalifornijskiej utworzonej przez rzekę Sacramento, płynącą z północy i rzekę San Joaquin, płynącą z południa. Obie tworzą wspólną deltę i wpadają do  San Francisco.