大兴区位于北京市南部，东临通州区，南临河北省固安县、霸县等，西与房山区隔永定河为邻，北接丰台、朝阳区。东经116°13′-116°43′，北纬 39°26′-39°51′。全境属永定河冲积平原，地势自西向东南缓倾，大部分地区海拔14～52米之间，属暖温带半湿润大陆季风气候。大兴的四季分明，年平均气温为11.6℃，年平均降水量556mm(毫米)。

大兴区内共有六条主要河道，分别是永定河、凉水河、 天堂河、大龙河、小龙河和新凤河（凤碱河），其中凉水河、新凤河（凤碱河）污染最严重。六条河中后四条为大兴区的境内河，永定河、凉水河为过境河。