拉萨城区地势平坦，地形以河谷为主，全市平均海拔3650米。两侧山地海拔多在4000米以上，拉萨河由东北向西南流经市区南侧，拉萨河平原绵延数十公里，最宽处近10公里，河漫滩发育，由两级阶地构成。平原中部耸立着药王山和布达拉山两座孤峰。年均温7.6℃。
年降水量约450毫米，雨季集中在7～9月。日照时数在3100小时以上，年均日照率达68％，故有“日光城”之称。自然景观属高山半干旱灌丛草原类型，拉萨河南岸有局部沙丘分布。