北京市位于中国华北地区，处于华北平原与太行山脉、燕山山脉的交汇处。东临渤海，距离约150公里。北京的东南部为平原，属于华北平原的西北边缘区；西部为太行山脉的东北余脉；北部和东北部为燕山山脉的西段支脉。市界的地理坐标为北纬39°26'至41°03'，东经115°25'至117°30'。北京市区地理坐标为北纬39.9°，东经116.3°。各郊区、县的地理坐标分别为：房山区，北纬39.6°，东经115.9°；门头沟区，北纬39.6°，东经115.9°；大兴县，北纬39.7°，东经116.3°；通县，北纬39.8°，东经116.6°；顺义县，北纬40.1°，东经116.6°；平谷县，北纬40.1°，东经117.1°；昌平县，北纬40.2°，东经116.2°；怀柔县，北纬40.3°，东经116.6°；密云县，北纬40.3°，东经116.8°；延庆县，北纬40.4°，东经115.9°。北京市境东至密云县墙子路、平谷县靠山集、通县西集镇与河北省、天津市接界；西至延庆县海陀山、门头沟区灵山与河北省接界；南至房山区长沟峪、大兴县礼贤镇附近与河北省接界；北至密云县古北口、怀柔县石洞子、延庆县白河堡一带与河北省接界。东西宽约160公里，南北长约176公里。全市总面积16807平方公里。其中，山地面积10418平方公里，占全市面积的62%；平原面积6390平方公里，占全市面积的38%。根据北京市的规划，市区的范围东至定福庄，西至石景山，南至南苑，北至清河，其面积为750平方公里。
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