海淀区属于北京三环、四环、五环。位于北京城区西部和西北部，东与西城区、朝阳区相邻，南与丰台区毗连，西与石景山区、门头沟区交界，北与昌平区接壤。

海淀区大地构造上处于阴山东西复杂构造带南缘、祁吕一贺兰山字形构造东翼反射弧与新华夏构造带交接部位，西部山区为北京西山隆起带，东部平原为北京平原沉降带，地质构造发育、构造形迹复杂，岩浆活动频繁。