Zürich liegt auf 408 m ü. M. am unteren (nördlichen) Ende des Zürichsees, eingebettet zwischen den Höhen von Uetliberg im Westen und Zürichberg im Osten. Die Altstadt erstreckt sich beidseits der Limmat, die hier dem See entströmt, zunächst nordwärts fliesst und dann in einem Bogen allmählich nach Westen abbiegt. Noch heute ist die westliche Abgrenzung der einstigen Stadt anhand des Schanzengrabens gut zu erkennen. Dieses künstliche Fliessgewässer wurde im Rahmen des Baus der dritten Stadtbefestigung im 17. und 18. Jahrhundert angelegt. Damals wurde ein Teil des Wassers aus dem See abgeleitet und in einem Graben ausserhalb der Bastionen und Bollwerke wieder zurück zur Limmat geführt. Der grösste Teil dieses Schanzengrabens ist noch heute erhalten, doch wird das Wasser jetzt nicht mehr direkt in die Limmat, sondern beim Hauptbahnhof in die Sihl geleitet. Beim Platzspitz wenig unterhalb der Altstadt mündet die Sihl als bedeutendster Nebenfluss in die Limmat.