Die Geografische Lage Salt Lake Citys ist 40° 45' 17" n. Br. und 111° 53' 33" w. L.
Gemäß dem United States Census Bureau hat die Stadt insgesamt eine Fläche von 285,9 km², davon sind 282,5 km² Land und 3,3 km² (etwa 1,1 %) Wasser.
Die Stadt liegt in einem großen Tal, dem Salt Lake Valley, welches von den Wasatchkette im Osten und den Oquirrh-Gebirge im Westen abgetrennt wird. Wie die meisten Städte, die sich nördlich und südlich von Salt Lake City erstrecken (wie Ogden und Provo) liegt es am Fuße der Wasatch Mountains, welche sich an manchen Stellen eindrucksvolle 2.000 Meter über dem Tal erheben. Dieses städtische Gebiet ist gewöhnlich als die Wasatch Front bekannt.
Das Winterklima ist wegen des ausgleichenden Effekts des Großen Salzsees nicht so rau wie in Cheyenne oder Denver. Die Temperaturen fallen selten längere Zeit unter -18°C (0°F). Das Sommerklima ist entsprechend ebenfalls vom See ausgeglichen, dazu kommt die Höhe der Stadt bei etwa 4.400 Fuß / 1350 Meter. Durchschnittlich etwa achtmal im Jahr werden 38°C (100°F) überschritten, diese Tage sind allerdings nicht so unangenehm, da es sich um eines der trockensten Gebiete des Landes handelt.
Zwischen Dezember und März ist Schneefall relativ häufig, aber es ist ungewöhnlich, dass bei einem Sturm mehr als 30 cm auf den Talboden fallen. An Böschungen nahe der Berge fällt wesentlich mehr. Im Sommer gibt es nur sporadischen Regen. Die Sommer-Monsune, die von Mexiko und Arizona aufsteigen, betreffen von Mitte Juli bis September die Region, oft mit starken Gewitteraktivitäten verbunden.