延庆县位于东经115°44'—116°34'，北纬40° 16'—40°47'，东与怀柔相邻，南与昌平相联，西面和北面与河北省怀来县、赤城县，是一个北东南三面环山，西临官厅水库的云雾缭绕中的延庆八达岭长城小盆地，即延怀盆地，延庆位于盆地东部。全境平均海拔500米左右。海坨山为境内最高峰，海拔2241米，也是北京市第二高峰。

延庆属大陆性季风气候，属温带与中温带、半干旱与半湿润带的过渡连带。气候冬冷夏凉，年平均气温8℃。最热月份气温比承德低0.8℃，是著名的避暑胜地。