स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के परिसर पर सेन फ्रांसिस्को, पेनिनसुला में स्थित है जो सैंटा क्लारा घाटी (सिलिकॉन वेली) के उत्तर पश्चिमी भाग में है और सेन फ्रांसिस्को से लगभग दक्षिणपूर्व और सेन जोस के उत्तर पश्चिम में है। मुख्य परिसर पालो ऑल्टो शहर के समीप है और अल कैमिनो रियल, स्टैनफोर्ड एवेन्यू, जुनिपेरो सेरा वुलेवार्ड और सैंड हिल रोड द्वारा घिरा हुआ है। विश्वविद्यालय मोनटेरे खाड़ी में पेसिफिक ग्रोव, केलिफोर्निया में होपकिंस मरीन स्टेशन को भी संचालित करता है। 

स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय का फैलाव है, जो इसे सन्निहित क्षेत्र के मामले में दुनिया का दूसरा सबसे बड़ा विश्वविद्यालय बनाता है। मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी का निर्माण लम्बवत रूप से किया गया है और इसका क्षेत्र सबसे अधिक है लेकिन कुल भूमि के एक छोटे से हिस्से का ही इस्तेमाल किया गया है। रोम, जोर्जिया के नज़दीक बेरी कॉलेज के पास सन्निहित भूमि का है और उत्तरी न्यूयॉर्क के आडीरोनडेक पहाड़ी के पॉल स्मिथ कॉलेज के पास भूमि पर कब्ज़ा है, लेकिन ये दोनों ही विश्वविद्यालय नहीं है। ड्यूक विश्वविद्यालय का फैलाव है, लेकिन वे सन्निहित नहीं हैं। . संयुक्त राज्य वायु सेना अकादमी के पास सन्निहित भूमि है, लेकिन यह विश्वविद्यालय नहीं है। विशाल भूमि अनुदान के साथ डार्टमाउथ कॉलेज के पास से भी अधिक भूमि है, लेकिन उसका केवल ही परिसर का हिस्सा है। अपने डोमेन में पर कब्ज़ा है, हालांकि इसके अधिकांश हिस्से अप्रयुक्त जंगल है। 

1886 की गर्मियों में, जब सबसे पहले परिसर की योजना बनाई जा रही थी, स्टैनफोर्ड ने, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टैक्नोलॉजी के प्रेसीडेंट फ्रांसिस अमासा वाकर और प्रमुख बोस्टन परिदृश्य वास्तुकार फ्रेडरिक कानून ओल्म्सटेड को परामर्श के लिए बुलाया। ओल्म्सटेड ने परिसर के सामान्य खाके और इसकी इमारतों पर काम किया और अधिक व्यावहारिक समतल भूमि के पक्ष में पहाड़ी भूमि को अस्वीकार किया। इसके बाद चार्ल्स अलेरटॉन कूलिज ने अपने दिवंगत गुरू हेनरी होबसोन रिचर्डसन की रिचर्डसोनियन रेमनेसिक शैली में इस अवधारणा का विकास किया, जो अर्ध-वृत्ताकार चाप के तोरण से जुड़े आयताकार पत्थरों से प्रदर्शित होती है। मूल परिसर का भी डिज़ाइन स्पेनिश-औपनिवेशिक शैली में बनाया गया जिसे मिशन रीवाइवल के नाम से जाना जाता है जो कैलिफोर्निया के लिए सामान्य शैली है। लाल टाइल की छत और चूना पत्थर के ठोस कार्य की शैली दिखने में कैलिफोर्नियाई है और उस क्षेत्र में आम रूप से देखे जाने वाले उज्ज्वल नीले आकाश का प्रसिद्धि रूप से पूरक है और बाद में बनी अधिकांश इमारतों का बाह्य स्वरूप उसी के अनुरूप है। 

प्रथम निर्माण का अधिकांश भाग 1906 सैन फ्रांसिस्को भूकंप द्वारा नष्ट कर दिया गया, लेकिन विश्वविद्यालय में क्वाड, पुरानी केमिस्ट्री इमारत (जो प्रयोग में नहीं है और 1989 के लोमा प्रेटा भूकंप के बाद से परित्यक्त है) और एनसिना हॉल (अपने स्टैनफोर्ड के समय में हर्बर्ट हूवर, जॉन स्टाइनबेक और एंथोनी केनेडी का निवास स्थान) अभी भी बचे हुए हैं। . 1989 के भूकंप के बाद और भी नुकसान हुआ और विश्वविद्यालय ने पुराने भवनों का नवीकरण करने और पुनः स्थापित करने के लिए एक बीलियन डॉलर पूंजी की सुधार योजना लागू की.

वास्तव में स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय, निगमित संटा क्लारा काउंटी के भीतर जनगणना-नामित स्थान है, हालांकि विश्वविद्यालय की कुछ भूमि (स्टैनफोर्ड शॉपिंग सेंटर और स्टैनफोर्ड रीसर्च पार्क शामिल हैं।) पालो अल्टो के शहरी सीमा के भीतर है। मेनलो पार्क की शहरी सीमा में भी परिसर की कुछ भूमि (स्टैनफोर्ड हिल्स नेबरहुड) और सेन मेटेओ काउंटी के निकटवर्ती निगमित भूमि (SLAC नेशनल एक्सीलेटर लेबोरेटोरी और जेस्पर रिज बायोलॉजिकल प्रीसर्व सहित) शामिल है। स्टैनफोर्ड का अधिकांश भाग पालो अल्टो शहर के साथ जुड़ा है, जिसमें जिला स्कूल और अग्नि विभाग शामिल हैं। बहरहाल पुलिस बल इससे अलग है। अमेरिकी डाक सेवा ने स्टैनफोर्ड को दो ज़िप कोड दिया है: परिसर मेल के लिए 94305 और P.O.बॉक्स मेल के लिए 94309 दिया है। क्षेत्र के भीतर निहित क्षेत्र कोड 650 है और परिसर का फोन नम्बर 721, 723, 724, 725, 736, 497, या 498 से शुरू होता है। 

भौतिक विज्ञानी वर्नर हाइजेनबर्ग को एक बार पूछा गया था कि क्या वे जानते थे कि स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय कहां है। "मुझे लगता है कि यह संयुक्त राज्य अमेरिका के पश्चिमी तट पर है, सेन फ्रांसिस्को से दूर नहीं है। वहां निकट में एक और स्कूल है और वे एक दूसरे से लेन-देन में झगड़ते हैं। " उन्होंने स्टैनफोर्ड के प्रतिद्वंदी केलिफोर्निया विश्विद्यालय, बर्किले को संदर्भित करते हुए जवाब दिया.

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