朝阳区是北京市属近郊区向城区过渡的区,位于北京城区东部。辖域面积470.8平方公里。南北略长,最长约28公里;东西稍窄,最宽约17公里。
区域地理坐标为北纬39°49′至40°5′;东经116°21′至116°38′。西与东城区、丰台区、海淀区相毗邻,北连昌平区、顺义区,东与通州区接壤,南与大兴区相邻。
朝阳区地处北京平原,地势从西北向东南缓缓倾斜,坡度一般在1/1000-1/2500之间。平均海拔34米,最高处海拔46米,在大屯到洼里关西关西庄一带;最低处海拔20米,在坝河下游的楼梓庄沙窝村西部。
朝阳区属温带大陆型半湿润季风气候,四季分明,降水集中。春季干燥多风,昼夜温差较大;夏季炎热多雨;秋季晴朗少雨,冷暖适宜,光照充足;冬季寒冷干燥,多风少雪。年平均气温11.6℃,最冷月1月份平均气温4.6℃,最热月7月平均气温25.9℃,年无霜期192天;年平均降水量581毫米(1971-2000年),夏季降水量占全年的75%。1998年以来,气候暖干化明显,连年干旱。
全年日照辐射总量为134.24千卡、平方厘米,生理辐射量约占全年辐射总量49%。全年日照时数共2841.4小时,以5月份最多,有279.1小时;6月份次之,有277.3小时。部大致以清河为界,东北部大致以温榆河为界。坝河与南来的亮马河、北来的北小河相交后汇入温榆河。凉水河、萧太后河、通惠灌渠等局部河段流经朝阳区南部。朝阳区内河流总长度为151公里,另有110条中、小排水沟,总长度320公里。区内有朝阳公园湖、窑洼湖、红领巾湖、高碑店湖等湖泊以及鱼塘、水池洼地共约70多处,总面积980公顷。
朝阳区的主要河流的基本流向为:温榆河源于北京北部山区,自昌平区流入朝阳区,再经过通州注入北运河,是北运河重要水源之一。温榆河是区境东北部的边界河流,自上辛堡至坝河与温榆河会合处,长22公里。清河是温榆河的支流,源于海淀区的西部山区,穿过京昌高速公路流入朝阳区,在上辛堡汇入温榆河。坝河源于东北护城河的分流,经太阳宫、将台、东坝等乡,在沙窝村注入温榆河,也是温榆河的支流。北小河及亮马河是坝河的支流。通惠河位于朝阳区中部偏南,流向大致与京通快速路平行,是京杭大运河最北的人工河道。
1292年在元代水利专家郭守敬的建议、规划、监督下,开凿了北京到通州的运河。通惠河西起东南城角角楼(东便门)附近,经庆丰闸、高碑店闸、花园闸、双桥闸、八里桥,注入北运河,该河在元、明、清三朝曾是南方粮食漕运到北京的重要河道。
朝阳区有较为丰富的地下水,除来广营、金盏一带是弱富水区(1000平方米/日)外,全区大部分地区是较富水区(1000—2000立方米/日)。地下水含水层分布有一定规律,含水层多埋藏在地面20米以下,最大厚度70米。五路居、大黄庄一带的厚度在50米以上,全区大部分厚度在20-35米之间,水位变幅在10米上下。