Afhjælpning
Hjertelandet i Californien er Central Valley, der løber 725 km igennem centrum af staten, der danner et trug mellem Coast Ranges mod vest og Sierra Nevada mod øst. Dalen er statens landbrugscenter. Dens eneste åbning er deltaet, gennem hvilket Sacramento og San Joaquin floder løber ud i San Francisco Bay. Dalen er forseglet af Cascade Range mod nordøst og af Klamath Mountains i nordvest. I det fjerne nord er terrænet robust og stærkt skovklædt, bliver vådere på kystsiden og tørre og golde i det højere nordøstlige område. I syd lukkes Central Valley af de tværgående områder, især Tehachapi Mountains, der betragtes som en skillevæg mellem det sydlige og det centrale Californien.
Det meste af det østlige Californien er ørken. Det tyndt bosatte nordøstlige hjørne af staten er et virvar af ufrugtbare sletter og bjerge samt et vulkansk plateau. I den øst-centrale region er Trans-Sierra ørkenen, der strækker sig langs den stejle østlige skrænt af Sierra Nevada-området og udgør en del af det store mellemstatslige Great Basin i Basin and Range Province. Trans-Sierra ørkenen spænder fra 2.000 til 7.400 fod (600 til 2.300 meter) over havets overflade. Dens største byer ligger i Owens Valley, som var en frugtbar landbrugsjord, indtil dens grundvandsstrøm blev omdirigeret til Los Angeles gennem en mammut række af rørledninger bygget i 1908–13.
Sierra Nevada stiger lige mod vest af Trans-Sierra ørkenen. Den østlige skråning af Sierra Nevada er ren og falder omkring 10.000 fod inden for en 16 km lang strækning nær Owens Lake. Mod vest skråner rækkevidden i gradvis faldende foden mod Central Valley, der omfatter San Joaquin og Sacramento floddalene. Fra muren, der stiger nær Lassen Peak i nord, strækker Sierra Nevada sig syd i 700 km til kanten af Los Angeles. Bortset fra Mount Whitney (14.494 fod over havets overflade) overstiger 10 andre toppe i Sierra Nevada 14.000 fod (4.200 meter) i højden. Øst-vestpas er få, men høje; nogle findes i mere end 9.000 fod (2.700 meter) i højde. Der er tre nationalparker i Sierra Nevada: Kings Canyon, Sequoia og Yosemite. Den sidste, der blev udpeget som et UNESCO-verdensarvsted i 1978, stiger fra den purpurfoden af Mother Lode Country og strækker sig gennem de isskårne dale i Merced- og Tuolumne-floderne. Dalen har vandfald og granitkupler.
I sydøst ligger Mojave-ørkenen, der på mere end 25.000 kvadratkilometer (65.000 kvadratkilometer) indtager en sjettedel af Californiens landareal. Dens vartegn er brede bassiner og eroderede bjerge, fejlblokke og alluviale overflader, hvoraf de fleste er mere end 600 meter over havets overflade. Vegetation inkluderer den stedsegrønne creosotbusk, yucca, saltbush, burroweed, encelia, bomuldstræ og mesquite. Højere op er enebær og piñon fyr.
Bare syd for Mojave-ørkenen er den nedre Colorado-ørken, en udvidelse af Sonoran-ørkenen, der begynder i Coachella-dalen. Colorado-ørkenen ned til den kejserlige dal ved siden af den mexicanske grænse. Dalen er et stærkt overrislet landbrugsområde kendt for sine vinterafgrøder. Mere end 4.000 kvadratkilometer (10.500 kvadratkilometer) af ørkenen ligger under havets overflade, inklusive Saltonhavet på 300 kvadratkilometer (800 kvadratkilometer), en sø uden udløb, der blev oprettet i 1905–07, da den nærliggende Colorado River brød ud af sin kanal.
Den cirka 1.100 kilometer lange (1.800 km) lange kystlinje i Californien er bjergrigt, mest dramatisk så i Santa Lucia Range syd for San Francisco, hvor tårnhøje klipper hæver sig omkring 240 meter over havet. Bakker med mindre højde flankerer indgange til kystens tre store naturlige havne i San Diego, San Francisco og Eureka. Kystbjerge, der består af mange utydelige kæder, er fra 30 til 65 km i bredden og fra 600 til 2.400 meter i højde.
Det sydlige Californiens tætte bosættelse ligger langs et kystplateau og i dale fra ca. 16 til 100 km inde i landet. Langs kysten nord for Tehachapi-bjergene bliver befolkningen tyndere, selvom den centrale kystregion er vokset hurtigt siden 1990’erne. Det folkerige kystområde omkring San Francisco-bugten giver plads til den mindre udviklede nordlige kyst, hvor tømmer- og fiskerbyer ligger ved åer og floder, der strømmer fra kystområderne. Dette er området med kystnære redwoodskove og Redwood National Park, der blev udnævnt til UNESCOs verdensarvssted i 1980.
San Andreas Fault på 800 mil (1.300 km) er en stor fejllinje, der løber gennem det meste af Californien. Tektonisk bevægelse langs fejlen har forårsaget massive jordskælv, herunder jordskælvet i San Francisco i 1906. Hayward-fejlen i San Francisco Bay Area og San Gabriel-fejlzonen i storbyen Los Angeles har produceret flere større jordskælv, skønt den destruktive jordskælv centreret i Los Angeles forstad til Northridge i 1994 opstod langs en af San Andreas større sekundære fejl. Separate fejlsystemer i Sierra Nevada og Klamath Mountains er også tektonisk aktive.