La ville s'est élevée sur les ruines de Tenochtitlan, la capitale aztèque posée au milieu d'un lac. Il en reste les fondations du Templo Mayor, mises au jour au bord du Zócalo, et l'ancien lac se fait encore sentir : la ville s'enfonce, et autour de la place, certains édifices penchent, à commencer par la cathédrale.
En s'éloignant du centre, les quartiers changent d'humeur. Au sud-ouest, on flâne dans la Roma et la Condesa, sous les arbres, de café en café ; à l'ouest, le bois de Chapultepec abrite le musée d'anthropologie. Au sud, Coyoacán, ancien village absorbé par la ville, conserve la maison bleue de Frida Kahlo, et plus loin, sur les canaux de Xochimilco, derniers vestiges des lacs de la vallée, des barques peintes glissent entre les chinampas, îlots cultivés. On mange dehors, au comptoir des taquerías et des marchés, tacos al pastor, tamales et épis de maïs grillés, et l'on boit un chocolat battu au molinillo.
Sur son haut plateau, la ville connaît des journées douces et des nuits fraîches en toute saison. De novembre à avril, la saison sèche est ensoleillée, avec des matins froids de décembre à février ; la chaleur monte en avril et en mai, avant les pluies. De juin à octobre, les orages éclatent en fin d'après-midi, souvent violents mais courts, et laissent les matinées claires.