Ялта находится на юге Крымского полуострова.
В южной части Крымского полуострова высятся Крымские горы. Они представляют собой сложное сочетание небольших горных хребтов, скалистых гребней и котловин. Ялта раскинулась на трёх холмах, на берегу моря в долинах двух горных речек карстового происхождения — Учан-Су (Водопадной) и Дерекойки (Быстрой). Ялта находится в просторном природном «амфитеатре» — с суши город окружён полукольцом гор: к северу и северо-западу от Ялты проходит Ай-Петринская яйла — часть Главной гряды Крымских гор; к северо-востоку от неё отходит отрог Никитской яйлы с вершиной Авинда (1473 м), постепенно понижаясь к морю, он заканчивается мысом Никитским (Мартьян); к юго-западу от Ялты высится конусообразная гора Могаби (804 м), южный склон её заканчивается у моря мысом Ай-Тодор.
Склоны Ялты покрыты лесом смешанного умеренно-субтропического характера. Основу его составляют сосна обыкновенная (растёт на яйле) и сосна крымская (растёт ниже), но наряду с ними встречаются можжевельник, дуб, клён, дуб пушистый, бук, платан, кедр кизил, тис, а также немало других деревьев и кустарников. К растениям-экзотам относятся и столь привычные для ЮБК кипарис, магнолия, глициния, веерная пальма, иглица, лавр благородный. В Ялте очень красивые леса, урочища, ущелья в верховьях рек (Уч-Кош, Кизил-Кая и др.). Южнобережные леса играют чрезвычайно важную почвозащитную и водоохранную роль и потому объявлены Крымскими заповедниками. Естественный остаток (реликт) более древней средиземноморской растительности находится на мысе Мартьян. Это можжевеловая роща, с 1973 года являющаяся заповедником под названием «Мыс Мартьян». Обилием зелени отличается сам город Ялта, особенно его старая часть, которая с высоты птичьего полёта кажется сплошным зелёным парком с вкраплениями домов.
Почти каждая здравница, основанная во времена СССР, располагает собственным парком, а один из них — Ливадийский парк стал общекурортной достопримечательностью, из-за своих размеров. Здесь также начинается известная прогулочная Солнечная тропа. Примечательны для туристов также Массандровский и Приморский парки. Эти парки создавались на основе природы южнобережного леса с широким использованием иностранных декоративных растений.