Die Stadt liegt im Zentrum des Pariser Beckens durchschnittlich 65 Meter über dem Meeresspiegel. Die Seine tritt, je nach Wasserstand, mit einer Höhe von 25 Metern über Normalnull aus der Stadt aus. Paris ist umgeben von den beiden großen Stadtwäldern, die der Bevölkerung als Naherholungsgebiete dienen.
Das Stadtgebiet hat eine Fläche von 105,4 Quadratkilometern. Das entspricht weniger als zwölf Prozent der Fläche Berlins. Die Metropolregion hat eine Bodenfläche von 14.518 Quadratkilometer. Das entspricht etwa der Fläche Schleswig-Holsteins.
Der Meridian von Paris, der 1718 von Jacques Cassini festgelegt und 1806 von dem französischen Physiker Arago präzise berechnet wurde, bildete bis 1884 (Internationale Meridian-Konferenz in Washington) einen von vielen Nullmeridianen. Er führt mitten durch das Pariser Observatorium und wird durch mehrere Säulen sowie durch die 1995 von dem niederländischen Konzeptkünstler Jan Dibbets diskret in Straßenpflaster, Bürgersteige, Höfe und verschiedene Gebäude (unter anderem den Louvre) eingelassenen bronzenen Arago-Medaillons gekennzeichnet, eine Hommage an den Physiker und Menschenrechtler. Von den ursprünglich 135 bisher wenig beachteten Plaketten sind einige seit der Veröffentlichung von Dan Browns Erfolgsroman Sakrileg gestohlen worden. Der von Dan Brown gewählte Begriff „Rosenlinie“ ist eine Erfindung.