Selon le Bureau du recensement des États-Unis, le comté a une superficie totale de 2,078 km². 1,865 km² de terre et 213 km² (10,25 % du total) d'eau. Il est bordé au sud et à l'ouest par le comté d'Alameda, au nord-est par la baie de San Francisco, au nord par les baies de San Pablo et Suisun et à l'est par la San Joaquin River. Le comté est traversé par plusieurs failles tectoniques. Le mont Diablo et les Oakland-Berkeley Hills sont ses reliefs les plus importants.
