北京市は東経116度、北緯は40度で、秋田・岩手県とほぼ同じ緯度。東南部を除いて河北省に囲まれ、東南は天津市に接する。面積は16,808平方kmで岩手県よりやや大きく、日本の都道府県でいえば北海道に次ぐ大きさとなる。
西部は太行山脈、北部は燕山山脈に接し、東部も山地で、山地が全市の約62%を占める。海抜は1,000~1,500m程度。最高峰は東霊山で海抜2,303m。万里の長城はこの北部の山地の中に横たわる。市街地はこれらの山地に囲まれた盆地の中にある。海抜は20~60m。南東には天津市を隔てて渤海湾がある。河川は永定河、潮白河等で、多くはこれら山地に水源を発し渤海に流れ込む。
気候は典型的な温帯半湿潤大陸性季節風気候に属し、夏は暑く比較的雨が多くなり、冬は寒く非常に乾燥する。春秋は短い。年平均気温は約12度。最も寒い1月は最高-1度、最低-10度、平均-5度程度、最も暑い7月は最高30度、最低21度、平均25度程度。年間降雨量は約600mm。これは上海などに比べれば3分の1程度に過ぎないが華北地域の中では最多の地域のうちの一つ。降雨の75%は夏季に集中し、それ以外は比較的天気のいい日が多い。
3月から4月にかけて春一番とともにゴビ砂漠、タクラマカン砂漠などから、偏西風に乗って黄砂がやって来る。ひどい状態ではあたり一面が黄土色になり、眼にも微粒子の砂が入る。過ぎ去ったあとには窓の内側や車のボンネット、ガラスには砂が積もっている。この時期に外でデジタル機器やカメラを使用するとレンズズームが稼動しなくなるなど、故障の原因になるので注意。また4月5月になると街中が牡丹雪でも降っているように柳絮[liu3 Xu4](りゅうじょ)[白い綿毛のついた柳の種子]が舞い上がる。
<月別気温と降水量>
| 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 |
最高気温(度) | 1.4 | 3.9 | 10.7 | 19.6 | 26.4 | 30.2 | 30.8 | 29.4 | 25.7 | 18.9 | 9.9 | 2.9 |
最低気温(度) | -9.9 | -7.4 | -1.0 | 6.6 | 12.7 | 17.9 | 21.5 | 20.2 | 13.8 | 6.9 | -0.6 | -7.3 |
平均気温(度) | -4.6 | -2.2 | 4.5 | 13.1 | 19.8 | 24.0 | 25.8 | 24.4 | 19.4 | 12.4 | 4.1 | -2.7 |
降水量(mm) |
2.5 | 3.6 | 6.9 | 19.3 | 30.3 | 51.4 | 129.3 | 93.2 | 34.3 | 16.8 | 8.1 | 1.9 |
市の花は月季(コウシンバラ)と菊。
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