Vị trí địa lý
Thành phố Lai Châu có tọa độ địa lý từ 20°20’ đến 20°27’ vĩ độ Bắc và từ 103°20’ đến 103°32’ kinh độ Đông; phía Bắc giáp với huyện Phong Thổ và huyện Tam Đường, phía Đông và Nam giáp huyện Tam Đường, phía Tây giáp huyện Sìn Hồ. Thành phố Lai Châu nằm trên trục đường giao thông chính là quốc lộ 4D, nối vùng Tây Bắc với trung tâm phát triển kinh tế của cả nước, là vành đai của tuyến du lịch sinh thái, du lịch lịch sử và cửa khẩu quốc gia, cách thị trấn Sa Pa (tỉnh Lào Cai) khoảng 70km, cách Hà Nội khoảng 380km (qua thị trấn Sa Pa và thành phố Lào Cai).
Thành phố Lai Châu có 7 đơn vị hành chính gồm 5 phường và 2 xã: phường Đoàn Kết, Quyết Thắng, Tân Phong, Quyết Tiến, Đông Phong, xã Sùng Phài, xã San Thàng, với tổng diện tích tự nhiên 92,37km2.
Địa hình
Thành phố Lai Châu nằm trong một thung lũng chạy dài từ Tây Bắc xuống Đông Nam, giữa 2 dãy núi lớn Hoàng Liên Sơn (phía Đông) và Pusamcap (phía Tây) dọc theo quốc lộ 4D. Địa hình tương đối bằng phẳng, với độ dốc trung bình 5-10%. Phía Tây và Tây Nam là các dãy núi cao, phía Bắc và Đông Bắc có xen kẹp địa hình bát úp với cao độ trung bình 940m. Phía Nam là cánh đồng lúa và đồi chè của Nông trường Tam Đường cũ. Đây là thành phố có độ cao lớn nhất miền Bắc và thứ hai Việt Nam (sau thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng). Trong khu vực thành phố Lai Châu và vùng lân cận có nhiều ngọn núi cao từ 1.500m đến trên 3.000m, tiêu biểu là đỉnh Bạch Mộc Nương Tử cao 3.045m ở phía Bắc và Pu Ta Leng (hay Phu Ta Leng – đỉnh núi cao thứ hai tại Việt Nam với độ cao 3.096m).
Khí hậu
Thành phố Lai Châu nằm trong vùng khí hậu Tây Bắc, ảnh hưởng nhiều của địa hình và hoàn lưu khí quyển. Đặc điểm khí hậu là mùa đông tương đối ẩm. Mùa hạ đến sớm từ tháng 3. Mùa mưa đến sớm từ tháng 4, kết thúc sớm vào tháng 9. Nhiệt độ cao nhất là 33,7°C, nhiệt độ thấp nhất là 0,4°C, nhiệt độ trung bình năm là 19,2°C. Lượng mưa hằng năm khá lớn và phân bố gần như đều trong năm. Ngoài ra, còn có suối Sùng Phài và đầu nguồn suối Nậm So chủ yếu thoát nước vào mùa mưa, lưu lượng không lớn, thoát theo hướng Tây Bắc xuống Đông Nam…
Tài nguyên đất
Thành phố Lai Châu có tổng diện tích tự nhiên 7.083ha, trong đó, đất nội thị: 1.527,77ha, đất ngoại thị: 5.549,67ha với 4 nhóm đất chính: Nhóm đất phù sa, nhóm đất đen, nhóm đất đỏ vàng và nhóm đất mùn vàng đỏ trên núi.
Dân cư
Tính đến năm 2018, thành phố Lai Châu có dân số 52.557 người, dân số cư trú thực tế là 4,1 vạn dân, với 17 dân tộc sinh sống, trong đó có 4 dân tộc chính: Kinh: 67%, Giáy: 17,5%, Thái: 8,5%, Mông: 6%, còn lại là các dân tộc khác chiếm tỷ lệ khoảng 1%.