Kaliforniassa on monia pinnanmuotoja, joihin kuuluu rannikkoalueita, aavikoita, vuoria ja laaksoja.
Rannikon pinnanmuodot koostuvat rannoista ja kallioista. Kaikki Kalifornian rannikkoalueet sijaitsevat länsirannikolla ja ovat Tyynenmeren vieressä. Esimerkkejä rannikkomaista olisivat Big Sur, Malibu Beach ja Laguna Beach.
Aavikot koostuvat kuivasta tasaisesta maasta. Siellä on vähän kasvistoa, enimmäkseen vain kaktuksia. Joillakin aavikoilla on dyynejä ja kanjoneita. Esimerkkejä Kalifornian aavikoista ovat Mojaven aavikko ja Death Valleyn aavikko.
Vuoret ovat korkealle kohoava pinnanmuoto, jossa on paljon puita ja villieläimiä. Ne sijaitsevat enimmäkseen Kalifornian pohjoisosassa. Esimerkkejä vuoristoista ovat Sierra Nevadan vuoristo, Klamath-vuoristo ja Cascade-vuoristo. Sierra Nevadan vuoristossa sijaitseva Mount Whitney on osavaltion suurin vuori.
Vallit ovat alankoja, joita ympäröivät kukkulat tai vuoret. Niillä on hyvin hedelmällinen maaperä ja ne soveltuvat erinomaisesti maanviljelyyn. Laaksoja on kaikkialla Kaliforniassa, mutta enimmäkseen osavaltion keskiosassa. Esimerkkejä laaksoista ovat San Bernardinon laakso ja Keskilaakso.