Город Майами и его окрестности находятся на равнинной местности в промежутке между заболоченной территорией Эверглейдс и заливом Бискейн. Высота города не превышает четыре целых пять десятых метров над уровнем моря, а в среднем колеблется на уровне ноль целых девяноста одна сотая метров в большинстве районов, особенно близко от побережья. Общая территория города расположена на побережье залива или на природных или искусственных островах в заливе, на самом большом из них расположен городок Майами-Бич. Океанское теплое течение Гольстрим протекает в двадцати четырех километров от побережья Майами, что делает его климат особенно мягким и теплым.
Основу геологии территории Майами составляет оолитовый известняк. Над ним расположен тонкий, не более пятнадцати метров в толщину, слой почвы.
Под землей находиться водоносный горизонт, природная подземная река, которая протянулась от округа Палм-Бич до залива Бискейн, ближе всего в поверхности земли он подходит в районе таких городов, как Хайалиа и Майами-Спрингс. Большое количество питьевой воды в районе Майами доставляется именно из этого источника. Из-за присутствия водного горизонта различные земляные работы на глубине свыше четырех десятых пятьдесят семь сотых метров невозможны без специальной подготовки грунта.
Огромное число западных районов Майами достигли западной оконечности местности Эверглейдс, что создает проблему для диких животных этой местности, таких как крокодилы и аллигаторы, которые иногда выбираются на скоростные магистрали или в места проживания людей.
Майами по своей занимаемой территории является одним из самых маленьких крупных городов США. По подсчетам американского бюро переписи площадь этого города составляет сто сорок три целых пятнадцать сотых километров квадратных. К суше из них относиться лишь девяноста две целых шестьдесят восемь сотых километров квадратных, остальное пространство составляет вода. Майами по площади своей территории немного меньше территории Бостона или Сан-Франциско.