1987年、「ミッション・インディアン・カバゾン・バンド」が民族の命運をかけて開設した高額賭け率のビンゴ場の「ファンタジー・スプリングス・リゾート・カジノ」は、これを違法とする州政府と「ミッション・インディアン・カバゾン・バンド訴訟」で争った末に最高裁で合法判決を勝ち取った。この判例は全米のインディアン民族に民族カジノ開設を競わせ、「インディアン・カジノ」は「現代のバッファロー」と呼ばれる民族のビジネス・モデルとなった。1988年、連邦政府は「インディアン賭博規制法」を制定し、インディアン民族による賭博を三等級に分け、最上級のカジノ運営に関し、連邦認定された（つまり、保留地を所有する）インディアン民族に限って内務省管轄でこれを認めることとした。一方、同じインディアン民族でありながら連邦政府から「絶滅民族」とされ、連邦との条約規定を解消されて保留地や福利厚生の権利を没収された多数のバンドは、カジノを持つことも出来ず、自立の機会を奪われている。現在、同州全体で58のカジノと、90のポーカー場を運営している。「宮殿」を名乗るカジノもあるが、実際に宮殿並みの外観を備え、ホテル、温泉や保養施設、レストランなどを揃えた一大リゾート施設となったものも多い。同州のインディアン民族の人が経営するカジノ・賭博施設についてはカリフォルニア州のインディアン・カジノ一覧を参照。
カリフォルニア州内の最も著名な河川はサクラメント川、ピット川およびサンワーキン川である。どれもシエラネバダ山脈の西斜面からセントラル・バレーを流れ、サンフランシスコ湾を通って太平洋に流れ入る。その他重要な河川は北部のクラマス川とトリニティ川、南東部州境のコロラド川である。オーエンズ川はシエラネバダ山脈の南東斜面から流れ出てオーエンズ湖に流れ込んでいる。イール川とサリナス川はそれぞれサンフランシスコ湾の北と南で海岸に注いでいる。モハーヴェ川はモハーヴェ砂漠の主要水路であり、サンタアナ川はトランスバース山脈から流れ出て州南部を横切っている。
カリフォルニアは世界でも最も豊かで最も多様な地域の1つであり、最も絶滅が危惧される生態系も幾つかある。生物地理区では新北区に属し、多くの生物地理学的地域に跨っている。カリフォルニアには数多い固有種がおり、カタリーナ・アイアンウッド (Lyonothamnus floribundus) のような、他所では死に絶えた遺存種が残っている。カリフォルニア・ライラック (Ceanothus) のように多様な生息条件を利点にして、共通の祖先から多くの種が派生した分化あるいは適応放散によって発生した固有種が多い。カリフォルニアの固有種の多くは、都市化、伐採、過放牧および外来種の導入がその生息地に侵入することで絶滅が危惧されている。カリフォルニアの植物相の集合には幾つか最上級のものがある。最大の樹木（セコイアデンドロン）、最高の樹木（セコイア）および最古の樹木（ブリストルコーン松）である。野草は多年生植物である。ヨーロッパ人が到来して以降、これらは概してヨーロッパの一年草外来種に置き換わってきた。現代ではカリフォルニアの丘陵は夏に特徴ある金茶色に変わる。
気候は主にまばゆい太陽が輝き乾燥した夏と冷涼で雨の多い冬の地中海性気候の地域が多く、また亜寒帯気候に入る地域まである。冷たいカリフォルニア海流のために海岸近くで霧が発生することが多い。降水量は多くなく、シエラネバダ山脈に降った雪解け水の伏流水を井戸で汲み上げているところが多い。しかし急激な人口増加で新たな水源の確保が課題となっている。州の形状や長い海岸線、高低差などのために、州の南端と北端または海岸部と内陸部ではかなり気温や気候が異なることがある。内陸部では寒い冬と暑い夏がある。そのため、南部の海岸でサーフィンをする人がいる一方、内陸の山地帯ではスキーをする人がいたりもする。州北部は南部よりも年間降水量が多い。山岳部も気候に影響する。州内で雨の多い場所は山岳の西側斜面である。北西部は温暖な気候であり、セントラル・バレーは地中海性気候だが海岸部よりも温暖差が激しい。シエラネバダ山脈など高山では、冬は雪の多い山岳気候であり、夏は比較的過ごしやすい暑さになる。山岳部の東側は雨蔭となり、広大な砂漠を生んでいる。東部の高度が高い砂漠では夏に暑く冬は寒いが、南部山岳の東にある低地砂漠は暑い夏とほとんど霜の降りない温暖な冬となる。海面より低い所が広がるデスバレーは北アメリカで最も暑い場所と考えられている。1913年7月10日に西半球での最高温度 134°F(57℃) を記録した。
真核細胞は原核生物よりも一般に大きく、数種類の細胞小器官を持つなど複雑な構造をしている。細胞質の基質は原核細胞と違ってざらざらしていない。これはリボソームの主要な部分が小胞体に結合しているためである。真核細胞の細胞質には細胞骨格（サイトスケルトン）と呼ばれる微小な管やフィラメント状がつくる網目もしくは束状をした3次元構造がある。これが特に発達した動物の細胞では、細胞骨格が各細胞の形を決定づける。植物の場合、細胞の形は細胞壁による影響が大きいが、細胞骨格が原形質の流動を制御する。細胞小器官はこの細胞骨格に定着しており、浮遊状態には無い。細胞骨格は細胞質フィラメントと呼ばれる3種類のタンパク質からなる繊維に分けられる。また、細胞質フィラメントは骨格的機能だけでなく、分泌や情報の伝達、また運動にも機能すると推定されている。細胞膜は、原核細胞と構成は少々異なる部分もあるが、機能はほぼ同じである。真核細胞では、細胞壁があるものもあれば、無いものもある。真核細胞のDNA は、一本または複数本の分子から構成される直線状で原核生物よりも多く、染色体と呼ばれる。染色体は、DNA がヒストンという塩基性タンパク質に絡みついた複合体（ヌクレオソーム）を構成してしっかりと凝縮した状態になっている。全ての染色体のDNA は核の中に閉じ込められており、核膜によって細胞質と隔てられている。何種類かの細胞内小器官は、それぞれが独自のDNA を持つものがある。それらは大きさがほぼ細菌に近い事もあり、元々は別の生物だったものが共生によって細胞小器官となったとする考えを細胞内共生説という。真核細胞生物の中には、繊毛や鞭毛で移動できるものがある。鞭毛は原核生物のものとは構造が異なり、まったく違った性格のものであり、細胞骨格の一種である微小管がタンパク質繊維で結びついたものである。