北京市位于华北大平原西北端。纵观北京地形，依山面海、龙盘虎踞、形势雄伟。北京地势西北高、东南低。西部、北部和东北部三面环山，东南部是一片缓缓向渤海倾斜的平原。沿山地和平原交接地带，分布有一系列倾斜台地、山麓扇形地，最后过渡到冲积平原。平原地区坡度缓和，主要由永定河、潮白河、温榆河、拒马河冲积而成。其中以永定河洪积冲积平原面积最大，北京城即坐落于永定河流出西山的冲积平原上。流经境内的主要河流有：永定河、潮白河、北运河、拒马河等，多由西北部山地发源，穿过崇山峻岭，向东南蜿蜒流经平原地区，最后分别汇入渤海。

    古人云"幽州之地，左环沧海、右拥太行、北枕居庸、南襟河济，诚天府之国"。这一地理形势，极像一个半封闭的海湾，故历来被称作"北京湾"。"湾"内潮白河、温榆河、永定河等数条大河自西北向东南蜿蜒而过，奠定了"前挹九河，后拱万山"之形胜。按地理位置来说，南接大平原、西临黄土高原、北接内蒙高原，正处于三级地势阶梯交接处。又由于北京湾北有天险可守，南有水陆交通之便，故古人说它："形胜甲天下，山带海，有金汤之固……诚万古帝王之都"，又有"天府"、"神京"之称。 

    北京湾内地形西北高东南低，湾内平原占三分之一，山地占三分之二。这一独特地形，是经过20亿年左右的地质史，逐渐演进而成的。早在20亿年前的"吕梁运动"时，从东北到山西，包括北京地区，曾是一片汪洋大海。14亿年前的"燕山运动"，形成了北京地区西北高东南低的重要形势。在距今约7000万年的时候，在西山东麓的八宝山、黄庄一带发生断裂，西部上升为山地，东部下陷为平原。直至距今900万年时，形成了北部山区的"延庆断陷盆地"，距今4万年时，延庆盆地再度陷沉，才成为现在北京湾之格局。

    北京市东西宽160公里，东至密云县花园村之东，地理坐标为东径117°30′；西至门头沟区东灵山顶，地理坐标为东径115°20′。东西相差径度2°05′。北京市南北长176公里，北至怀柔县石洞子村北，地理坐标为北纬41°05′；南至大兴县榆垡镇南，地理坐标为北纬39°28′。南北跨度1°37′。同罗马、马德里及费城位于同一纬度。其近邻是河北省和天津市。北京市总面积，为16427.2平方公里。其中山地10068平方公里，约占总面积的61.2%。   

    天安门是北京地理的标准坐标。北纬:39°54′27″；东径:116°23′17″；海拔:44.4米。