海淀区位于北京市区西北部,跨北纬39°53′06″~40°09′34″、东经116°02′31″~116°23′17″,面积430.77平方千米,约占北京市总面积的2.62%。东接朝阳区、西城区,南接丰台区,西接石景山区、门头沟区,北接昌平区。地势西高东低,兼有山地、平原。辖域呈不规则平行四边形,南北纵向长于东西横向。从北极点双塔村至南极点吴家场,距离约30千米;从东极点河北村至西极点阳台山,距离约29千米。区人民政府驻海淀区长春桥路17号。
海淀区位于北京市区西北部、华北平原北部边缘与太行山余脉西山山脉交会地带,大地构造处于阴山东西向复杂构造带南缘、祁吕贺兰山字形构造东翼反射弧与新华夏构造带三构造交接部位,西部山区为北京西山隆起带,东部平原为北京平原沉降带,故地质构造发育、构造形迹复杂。西部属中山(海拔500~1000米的山)山区边缘,东部为冲积扇平原,局部为平原洼地,地势西高东低。西部、中部为海拔100米以上的山地,面积约占辖区总面积的16.4%。有大、小山峰60余座,最高峰为阳台山,海拔1278米,山系多呈南北走向。香山以南、以东诸山海拔在200~600米,大体为东西走向,横亘于中部,成为辖域南、北两部分的天然分界,习称南半部为“山前”、北半部为“山后”。东部、南部和北部为海拔100米以下、向东微倾斜的平原,面积约占辖区总面积的83.6%。山前平原为永定河冲洪积扇,山后平原为南沙河、南口冲洪积扇。东北部的黑泉村,海拔35米,为最低处。有河流35条,总长204.7千米;河道一部分为自然形成,后经人工改造;一部分属于人工开挖。
海淀区地处暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候区,春季风大,夏季炎热,秋季凉爽,冬季寒冷。
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