Los Mochis leží na severozápadě Mexika, na pobřežní pláni, nedaleko přístavu Topolobampo v Kalifornském zálivu. Los Mochis je oblíbené zimní rekreační středisko a středisko pro rybolov a lov. Město tvoří západní konec železniční trati Chihuahua-Pacifik (El Chepe), která protíná Národní park Barranca del Cobre, v němž se nachází malebný Copper Canyon.