昌平区位于北京市的西北部，地处燕山、太行支脉结合地带。区域地理坐标东经115°50′17″～116°29′49″，北纬40°2′18″～40°23′13″，北与延庆区、怀柔区相连，东邻顺义区，南接海淀区和朝阳区，西与门头沟区和河北省怀来县接壤。属暖温带大陆性季风气候，四季分明，降雨量充足，环境优美，气温适宜。

昌平区地跨山地和平原，地貌形态对比鲜明。主要由西部山地、北部山地和南部平原三大地貌单元构成。西部山地统称西山，属太行山山脉。北部山地统称军都山，属燕山山脉。平原系由温榆河水系形成的一系列冲积、洪积扇联合堆积而成。山峰海拔一般800～1000米，最高山峰高楼峰位于流村镇，海拔约1439米。平原高程30～100米，最低点位于北七家镇鲁疃村，海拔约30米。总的地形特征是：西北高、东南低、河流纵横。