北京周边地区在自然景观上大致可以分为三个圈带，第一个是广阔而迷茫的平原地带，其次是崎岖不平的丘陵低山和盆地，第三个是巍峨壮丽的中山山地带。北京东南部是一望无际的大平原，它属于华北大平原的北部和深入其西北端的北京小平原，其中又包括拒马河、永定河、温榆河、潮白河、泃河等冲积扇平原。在平原与山地接触带，有一系列著名的盆地，如平谷盆地、燕落盆地、黄花城盆地、十三陵盆地、斋堂盆地、延庆盆地等。这些盆地大多属山间盆地，周围被丘陵、低山、中山所环绕，中间由一水或数水贯流，走向呈狭长状，自然景色优美怡人。北京的西北部是连绵起伏的群山，其著名的山地主要有燕山和太行山两大山脉，在北京市内分别称军都山和西山，它们分属近东西走向呈断块山形式出现的燕山隆起构造带和东北—西南走向的以褶皱山形式出现的太行山隆起构造带。北京在地质时期为拗陷区，经元古代、古生代、中生代、新生代沉积了巨厚的各代地层和火山岩层，此后又经长期外力侵蚀剥蚀、搬运堆积等，才形成了今天山地、河谷、盆地交错的地貌格局。两山脉交接带的前缘构成了著名的半环形的“北京湾”，即北京小平原。“北京湾”在地质年代确是一个大海湾，后被永定河、温榆河、潮白河携带的泥沙所填积形成了平原。北京西山和北山山地地貌，起伏较大，海拔较高，山水纵横，形胜险要，是华北平原与山西黄土高原、内蒙古高原两大地形阶梯间的一道天然屏障，其内的关沟、潮河谷地以及燕山南麓三条古道是中原地区通往西北、内蒙、东北的关隘孔道。
北京地区的河流分属于海河流域的五大水系：大清河、永定河、温榆河（北运河）、潮白河及蓟运河等水系。这些河流总的流向是自西北向东南。北京山区的河流一般都发育了三级阶地，在上游和中游多为成型河谷，由于山地岩性及构造不同，河谷的结构较复杂，景观类型多样。北京的东南部平原地区为广阔的农田区域或洼地。西北部除盆地为农田区外，在绵延不断的山区除裸岩地带外，大多为荒草、灌木丛、森林、高山草甸等植被所覆盖。
北京周边地区的原生植被在中山上部（海拔1600～1800米以上）为山地寒温性针叶林，以华北落叶松、云杉为优势种。现多被破坏而呈现桦树次生林及山柳、丁香灌丛，在海拔1900米以上为山顶草甸带。仅在雾灵山及小五台山局部地区有保留的原生森林植被。中山下部（海拔800～1000米以上）原生植被为辽东栎、油松林。破坏后出现次生山杨林、桦树林及二色胡枝子灌丛、榛灌丛和绣线菊灌丛。原生植被仅在京北的松山、喇叭沟门、云蒙山等地的深山区有残留。低山地带（海拔800～1000米以下）原为栓皮栎、槲树、油松、侧柏等占优势的原生植被。现大部分已破坏，仅局部地区有零星残留。
目前，低山地带以荆条灌丛、山杏灌丛、杂灌丛和灌草丛等次生落叶阔叶灌丛占优势。北京的植物区系组成一方面保存了西伯利亚以及欧亚温带草原的主要种类，另一方面也保存了从喜马拉雅山区自西向华北地区延伸的热带区系成分。在温带成分构成的大背景下，各种地理成分相互交错、渗透，构成了北京周边地区植物区系成分复杂，具有过渡性，种类丰富多彩的大格局。同时为多种多样的鸟兽、昆虫及其它动物繁衍生息提供了基本条件。