Stor-London dekker et område på  km², hvilket gjør byen til en av verdens største etter areal. Et hovedelement i byens geografi er Themsen, som renner gjennom byen fra sørvest mot øst og er farbar for båter hele veien. Thames Valley er en flat dal avgrenset av slake åser som Parliament Hill, Addington Hills og Primrose Hill. Ettersom det ikke finnes noen naturlige begrensninger for byens vekst ut fra det historiske sentrum, har den beholdt en praktisk talt sirkulær form.