Kalifornie je považována za jeden z nejliberálnějších států v USA, pokud jde o práva lesbiček, gayů, bisexuálů a transgenderů (lgbtq+), kterým se od 1970. let minulého století dostalo celonárodního uznání. Sexuální aktivita osob stejného pohlaví je ve státě legální od roku 1976. V roce 2003 byla celostátně přijata diskriminační ochrana týkající se sexuální orientace a genderové identity nebo projevu. Transgenderové osoby mohou také změnit své zákonné pohlaví na oficiálních dokumentech bez jakýchkoli lékařských zásahů a mentální poskytovatelé zdravotní péče mají zakázáno provádět konverzní terapii nezletilých.
Kalifornie se stala prvním státem v USA, který legalizoval domácí partnerství mezi páry stejného pohlaví v roce 1999. Manželství osob stejného pohlaví bylo legalizováno v roce 2008 na pět měsíců, dokud voliči v listopadu téhož roku neschválili zákaz. Poté, co Nejvyšší soud USA 26. června 2013 odmítl uznat právní postavení odpůrců sňatků osob stejného pohlaví, zákaz již nebyl vymahatelný, což umožnilo znovu zahájit sňatky osob stejného pohlaví počínaje 28. červnem. Rovněž byla legální adopce osob stejného pohlaví. celostátní od roku 2003, což umožňuje adopci nevlastních dětí a společnou adopci mezi páry stejného pohlaví.
V roce 2014 se Kalifornie stala prvním státem v USA, který oficiálně zakázal používání gay paniky a transgender panické obrany při vraždách. Veřejné školy jsou také povinny učit o historii komunity lgbtq+ a transgender studenti si mohou vybrat vhodnou toaletu nebo sportovní tým, který odpovídá jejich genderové identitě. Největší podporu práv lgbtq+ lze vidět v největších městech, jako je Los Angeles, San Diego a San Francisco, a také v mnoha městech na pobřeží Tichého oceánu. Průzkum z roku 2017 od Public Religion Research Institute ukázal, že 66 % Kaliforňanů podporuje manželství osob stejného pohlaví.