Avlastning
Hjertet i California er Central Valley, som løper i 725 km gjennom sentrum av staten, og danner et trau mellom kystområdene i vest og Sierra Nevada i øst. Dalen er statens jordbrukssenter. Dens eneste åpning er deltaet som Sacramento og San Joaquin elver renner ut i San Francisco Bay. Dalen er forseglet av Cascade Range i nordøst og av Klamath-fjellene i nordvest. Helt nord er terrenget ulendt og kraftig skogkledd, blir våtere på kystsiden og tørrere og karre i det høyere nordøst. I sør er Central Valley stengt av de tverrgående områdene, spesielt Tehachapi-fjellene, som blir sett på som en skillevegg mellom det sørlige og sentrale California.
Det meste av det østlige California er ørken. Det tynt bosatte nordøstlige hjørnet av staten er et virvar av karrige sletter og fjell, samt et vulkansk platå. I den øst-sentrale regionen er Trans-Sierra-ørkenen, som strekker seg langs den rene østlige skråningen av Sierra Nevada-området og utgjør en del av det store interstate Great Basin of the Basin and Range Province. Trans-Sierra ørkenen strekker seg fra 2000 til 7400 fot (600 til 2300 meter) over havet. De største byene ligger i Owens Valley, som var et fruktbart jordbruksland til grunnvannstrømmen ble omdirigert til Los Angeles gjennom en enorm serie av kanaler bygget i 1908–13. av Trans-Sierra ørkenen. Den østlige skråningen av Sierra Nevada er ren og faller rundt 3000 meter innenfor en 16 kilometer lang strekning nær Owens Lake. I vest skråner rekkevidden i gradvis fallende foten mot Central Valley, som består av elvedalene San Joaquin og Sacramento. Fra veggen som stiger nær Lassen Peak i nord, strekker Sierra Nevada seg sørover i 700 kilometer til kanten av Los Angeles. Bortsett fra Mount Whitney (14 494 fot over havet), overstiger 10 andre topper i Sierra Nevada 14 200 fot (4200 meter) i høyde. Øst-vest passerer er få, men høye; noen er funnet mer enn 2700 meter høyde. Det er tre nasjonalparker i Sierra Nevada: Kings Canyon, Sequoia og Yosemite. Den siste, som ble utpekt som UNESCOs verdensarvliste i 1978, stiger fra den purpurfoten av Mother Lode Country og strekker seg gjennom de isutskårne dalene i elven Merced og Tuolumne. Dalene har fosser og granittkuppler.
I sørøst ligger Mojave-ørkenen, som på mer enn 25.000 kvadratkilometer (65.000 kvadratkilometer) opptar en sjettedel av landområdet i California. Landemerkene er brede bassenger og eroderte fjell, feilblokker og alluviale overflater, hvorav de fleste er mer enn 600 meter over havet. Vegetasjon inkluderer den eviggrønne kreosotbusken, yucca, saltbush, burroweed, encelia, Cottonwood og Mesquite. Øverst er einer og piñon furu.
Bare sør for Mojave-ørkenen ligger den nedre Colorado-ørkenen, en utvidelse av Sonoran-ørkenen, som begynner i Coachella-dalen. Colorado-ørkenen kommer ned til Imperial Valley ved siden av den meksikanske grensen. Dalen er et tungt vannet jordbruksområde kjent for sine vinteravlinger. Mer enn 4000 kvadratkilometer (10.500 kvadratkilometer) av ørkenen ligger under havnivå, inkludert Saltonhavet på 300 kvadratkilometer (800 kvadratkilometer), en innsjø uten utløp som ble opprettet i 1905–07 da den nærliggende Colorado River brøt ut av kanalen.
Den om lag 1100 km lange kystlinjen av California er fjellaktig, mest dramatisk så i Santa Lucia Range sør for San Francisco, hvor ruvende klipper stiger omtrent 800 meter over havet. Åser med mindre høyde flankerer innganger til kystens tre store naturlige havner, i San Diego, San Francisco og Eureka. Kystfjellene, som består av mange utydelige kjeder, er fra 30 til 65 km i bredden og fra 600 til 2400 meter i høyden.
Sør-Californias tette bosetning ligger langs et kystplatå og i daler fra 16 til 100 km innover i dalen. Langs kysten nord for Tehachapi-fjellene blir befolkningen sparsommere, selv om den sentrale kystregionen har vokst raskt siden 1990-tallet. Det folkerike kystområdet rundt San Francisco Bay viker for den mindre utviklede nordkysten, der tømmer- og fiskevær ligger ved bekker og elver som strømmer fra kystområdene. Dette er området kystnære skogskog og Redwood nasjonalpark, som ble utpekt som UNESCOs verdensarvliste i 1980.
San Andreas Fault på 800 mil (1300 km) er en stor feillinje som går gjennom det meste av California. Tektonisk bevegelse langs feilen har forårsaket massive jordskjelv, inkludert jordskjelvet i San Francisco i 1906. Hayward-feilen i San Francisco Bay Area og San Gabriel-feilsonen i metropolitan Los Angeles har produsert flere store jordskjelv, selv om det destruktive skjelvet sentrert i Los Angeles forstad til Northridge i 1994 skjedde langs en av San Andreas større sekundære feil. Separate feilsystemer i Sierra Nevada og Klamath Mountains er også tektonisk aktive.