Bysentrum ligger 3 640 meter over havet, og La Paz regnes som den den høyest beliggende storbyen, eller hovedstaden, i verden. Den brer seg ut øverst i en kløft på Altiplano, Andeshøysletta på rundt 4 000 meter. Dalen er dannet av elva Choqueyapu. Byen ligger ved foten av den utdødde vulkanen Illimani, et snødekt landemerke og symbol for La Paz. Illimani er på 6 438 meter og den høyeste toppen i fjellkjeden Cordillera Real. La Paz ligger 70 kilometer sørøst for Titicaca-sjøen, den store innsjøen på grensa mellom Peru og Bolivia.