海淀区位于北京市区西北部，东与西城、朝阳区相邻，南与宣武、丰台区毗连，西与石景山、门头沟区交界，北与昌平县接壤。全区总面积426平方公里，南北长约30公里，东西最宽处29公里。境内有大小河流10条，总长度119.8公里。海淀区地处华北平原的北部边缘地带，系古代永定河冲积的一部分。
海淀处于北京城区的上风上水之地。她西依逶迤群山为屏，东以缓缓平原为幕，京密引水渠玉带般穿流而过。这里既有层峦叠嶂、漱石流泉，又有皇家园林、亭台楼榭，其山水之美，园林之盛，古迹之多，在国内外久负盛名。全区名胜古迹700多处，其中全国重点文物保护单位3处，市级28处。
早在元代（公元十二世纪），海淀就享有“西山秀色甲 天下”的美誉。海淀西部群山属太行山余脉，峰奇壑幽，泉清林密。万寿山、玉泉山、香山、百望山、鹫峰、阳台山和凤凰岭玉列南北，有的如仙女娉婷，婀娜多姿，有的如腾龙飞虬，鲲鹏展翅；有的娟秀细腻，有的雄浑粗旷，形成连绵数十公里“南秀北雄”的名山区。
历史上海淀因多水而得名。纵横的河流，随地涌现的泉源，造就了湖光山色相映成趣的昆明湖、碧波万顷的福海、迸流涌雪的“玉泉趵突”等以水景取胜的景观。稻香湖畔，水田棋布，稻畦鳞次，莲花千亩，香风绕袖，堤柳丛翠，群蛙和鸣，沙禽水鸟，云影天光，青山绿水如画，宛然江南风景。无怪乎金章宗时期的八大水院基本都在海淀区内。
“深山幽境藏古刹”，海淀得山水林泉之胜，最宜建造寺庙和营造园林，历来是封建帝王和亲贵显要缔构行宫苑别、梵宇道观、坛庙陵寝和皇家园林的首选之地，至今留下了许多气势恢弘的寺庙和冠绝古今的皇家园林。如雄伟的唐代卧佛寺、清幽的辽代大觉寺、恢弘的元代碧云寺、精美的明代五塔寺和藏有“钟王”--明永乐大钟的清代大钟寺等，成为名副其实的宗教文化富集地。
海淀区气候属温带湿润季风气候区，冬季寒冷干燥，盛行西北风，夏季高温多雨，盛行东南风,年平均气温11.6 ℃。
