Portland nằm ở cực bắc của vùng đông dân nhất Oregon là vùng thung lũng sông Willamette. Về văn hóa và chính trị thì vùng đô thị Portland biệt lập với những phần còn lại của thung lũng này nên khi địa phương ám chỉ vùng này thì thường không kể Portland. Mặc dù hầu hết Portland nằm trong Quận Multnomah, có vài phần nhỏ của thành phố nằm trong Quận Clackamas và Quận Washington với dân số ước tính trong giữa năm 2005 theo thứ tự là 785 và 1.455 người. Sông Willamette chạy về phía bắc qua trung tâm thành phố, chia tây nam và đông nam thành hai phần mà mỗi phần là một phần tư thành phố trước khi đi tạc nhẹ lên hướng tây bắc để nhập vào sông Columbia (sông này chia tiểu bang Washington và Oregon) một khoảng ngắn trên phía bắc thành phố.

Theo Cục Điều tra Dân số Hoa Kỳ, thành phố có diện tích tổng cộng là 145,4 mi² (376,5 km²) trong đó 134,3 mi² (347,9 km²) là đất và 11,1 mi² (28,6 km²) hay 7,6% là nước.

Portland nằm trên bề mặt vùng núi lửa chết Plio-Pleistocene được biết với tên gọi là Bãi Dung nham Boring.[9] Bãi dung nham này có ít nhất 32 ngọn núi hình nón như Núi Tabor, Portland,[10] và trung tâm của nó nằm ở vùng đông nam Portland. Núi lửa có nguy cơ hoạt động lại là Núi Hood nằm phía đông Portland, có thể được nhìn thấy ở nhiều phần của thành phố và núi lửa đang hoạt động là Núi St. Helens nằm về phía bắc trong tiểu bang Washington, có thể nhìn thấy từ xa trên cao điểm của thành phố, và nó đủ gần để rải tro lên thành phố trong lần phun lửa ngoạn mục năm 1980.