San Francisco Bay, 80 km lang og 4,8-21 km bred, vest for Californien; indsejling gennem Golden Gate, et stræde mellem to halvøer. Bugten er stedvis så dyb som 30 m (100 ft), med en 15 m (50 ft) dyb kanal, der opretholdes gennem sandbanken ud for Golden Gate. San Francisco ligger på den sydlige halvø; på den nordlige halvø ligger boligforstæderne i Marin co., mens der på den østlige bred af den halvmåneformede bugt ligger industribyer som Alameda, Oakland, Berkeley og Richmond. Santa Clara-dalen, der er en del af en stor depression parallelt med kysten, er bugtens forlængelse mod land. Angel Island, Alcatraz og Yerba Buena Island med den tilstødende Treasure Island (hvor der blev afholdt en international udstilling i 1939-40) ligger i bugten. Sammen med San Pablo Bay og Suisun Bay er San Francisco Bay’s naturlige havn en af de bedste i verden. Ved disse sekundære bugter og ved Carquinezstrædet, som forbinder dem, ligger byerne Vallejo, Benicia, Martinez og Pittsburg. Bay Area er forsynet med et netværk af broer, hvoraf de vigtigste er Golden Gate Bridge, San Francisco-Oakland Bay Bridge, Richmond-San Rafael Bridge og San Mateo-Hayward Bridge. Trans-Bay Tube, en 5,6 km lang tunnel mellem San Francisco og Oakland, er en af de længste undervandsrør til hurtig transport i verden. Tunnelen er specielt konstrueret til at absorbere jordskælvsbølger. Der ligger flere af den amerikanske flådes faciliteter i området. Den engelske navigatør Sir Francis Drake besøgte bugten i 1579; spanierne udforskede den mere indgående i slutningen af det 18. århundrede.