San Diego est située à l'extrémité sud-ouest des États-Unis, à deux heures et demi de route de Los Angeles. C'est la dernière grande agglomération du pays avant la frontière mexicaine, dont la ville de Tijuana n'est qu'à une demi-heure de route.
La superficie de San Diego est de 964 km², dont 840 km² de terre, le reste étant dans le domaine maritime. La ville est desservie par l'aéroport international de San Diego. Les bords de la ville sont très irréguliers, en raison de l'absorption de nombreuses banlieues à l'intérieur de ses limites. De plus, les nombreux canyons qui la parcourent créent des frontières faisant obstacle à son extension. 4 688 762 habitants vivent dans l'aire urbaine de San Diego-Tijuana, la 21e plus grande ville des États-Unis.
Les vents côtiers venant de l'océan Pacifique tempèrent le climat local, rendant les étés plus frais et les hivers plus chauds. La température moyenne en été est de 25°C, en hiver de 19°C. La moyenne des précipitations annuelles est de 25,4 centimètres. La période de pluviosité la plus importante se situe entre les mois de novembre et mars