Lausanne est une ville suisse située sur la rive nord du lac Léman. Elle est la capitale et ville principale du canton de Vaud et le chef-lieu du district de Lausanne. Elle constitue la quatrième ville du pays en termes de population après Zurich, Genève et Bâle. Fin 2014, l'agglomération lausannoise compte 402 900 habitants et la commune de Lausanne en compte, en incluant la population non-permanente, 145 000 en 2017 (près de 137 000 en comptant uniquement la population permanente, à fin 2016). En 2012, l'agglomération lausannoise compte 50 % de la population du canton de Vaud et concentre 60 % des emplois. Elle héberge le vaste campus de l'Université de Lausanne (UNIL) et de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), ainsi que l'EHL, l'ECAL et l'IMD.

Dans la ville se trouvent le Tribunal fédéral, le site principal de la Cinémathèque suisse ainsi que le siège du Comité international olympique (CIO) et de 55 fédérations sportives internationales. Elle porte le titre officiel de « Capitale olympique »8 depuis 1994. Elle sera l'hôte des Jeux olympiques de la jeunesse d'hiver de 2020.

Lausanne se situe en plein cœur de la Suisse romande. Son territoire est un site en pente qui descend depuis les collines du plateau suisse jusqu'à la rive nord du lac Léman. La ville s'étend sur un dénivelé de plus 500 mètres, du port d'Ouchy (374 m) au Chalet-à-Gobet (873 m), en passant par le centre-ville (495 m), l'aéroport de Lausanne-Blécherette (600 m) et le bois de Sauvabelin (640 m).

Le centre de la ville est bâti sur trois collines : la Cité, le Bourg et Saint-Laurent, reliées entre elles principalement par le Grand-Pont et le pont Bessières. Cette morphologie s'explique par la présence de plusieurs cours d'eau ayant façonné les vallées et les collines du centre-ville. En effet, 16 rivières coulent sur le territoire de Lausanne. Les plus connues sont le Flon, la Louve et la Vuachère.

La commune de Lausanne couvre une superficie totale de 41,37 km2. Sa partie la plus urbanisée s'étend de l'est de la Vuachère à l'ouest de la Chamberonne, remontant du bord du lac Léman au sud jusqu'à la limite du nord d'Epalinges. Elle comprend notamment le Centre-Ville, la gare CFF, la plupart des lieux de décision et de culture, mais également de nombreux quartiers résidentiels.

De cette principale zone urbanisée s'étendant vers le nord-est, à partir du quartier de Praz-Séchaud, une étroite bande longeant les communes d'Épalinges et de Savigny jusqu'au pied du Jorat. Là se trouve le col du Chalet-à-Gobet (873 m) où passe la route H1 Lausanne-Berne. Le plus haut point de la commune de Lausanne, également le plus haut du Jorat, culmine à 929 m au lieu-dit Montagne du Château.

En outre, la commune de Lausanne possède une enclave dans le secteur de Vernand, entre les communes de Cheseaux et de Romanel. Elle est délimitée au nord et à l'ouest par la vallée de la Mèbre (un affluent de la Chamberonne) et comprend notamment le Bois et la zone industrielle de Vernand. L'enclave de Vernand et surtout le prolongement au nord-est, très boisés, sont appelés les zones foraines et constituent près de la moitié de la surface de la commune avec une superficie de 19,235 km2.

Quant à l'agglomération lausannoise, elle s'étend à l'est vers Pully et Lutry, à l'ouest jusqu'à Morges en passant par Renens, Chavannes-près-Renens, Écublens, Préverenges, St-Sulpice, Prilly, Crissier et Bussigny, et au nord vers Épalinges.

En termes de pourcentage, la surface communale de Lausanne comprend ainsi 6 % de bâtiments, 7,25 % d'édifices relevant du domaine public, 18,61 % de places, jardins et autres, mais aussi 13,48 % de prés et de champs, 29,23 % d'étendues boisées et enfin 25,43 % de surfaces incultes si on prend en compte son territoire lacustre.

La ville de Lausanne se situe dans une région au climat océanique tempéré chaud sans saison sèche avec des étés tempérés (Cfb selon la classification de Köppen). Le territoire de la commune étant en pente, ce climat est naturellement plus doux au bord du lac (altitude : 375 m) qu’au sommet des collines (max. 900 m). La station de référence pour la ville de Lausanne se trouve dans la commune voisine de Pully à 456 mètres d’altitude, ce qui correspond pratiquement à la hauteur du centre-ville. Au mois de juillet, la température oscille en moyenne entre 15 °C la nuit et 24 °C l’après-midi, avec un ensoleillement maximal et des orages, et entre -0,4 et 3,5 °C au mois de janvier, avec peu de soleil dû au phénomène de brouillard de vallée. Les précipitations sont réparties tout au long de l'année, parfois sous forme de neige entre le mois de décembre et le mois de mars avec 21,5 jours de neige gisante par an.

La bise est un vent froid et sec venu du nord-est, fréquent en hiver. Il provoque alors une chute de température, un ciel dégagé et une impression de froid accentuée par les rafales de vent. L'importante masse d'eau du Lac Léman et la pente nord-sud face au soleil ont un effet sur le climat, qui est plus doux que dans les régions avoisinantes. Entre 2001 et 2012, la température la plus basse mesurée durant l'année à Pully a été de −13,0 °C (2012), la plus élevée de +37,1 °C (2003) et la plus forte rafale a approché les 100 km/h (2003).