密云区位于北京市东北部，是首都重要饮用水源基地和生态涵养区，也是是华北通往东北、内蒙古的重要门户，故有“京师锁钥”之称。密云区西起东经116°39′33"，东至117°30′25"，东西长69公里；南起北纬40°13′7"，北至北纬40°47′57"，南北宽约64公里。东、北部分别与河北省承德市的兴隆县、承德县、滦平县交界，西、南部与怀柔区、顺义区、平谷区接壤。

密云生态环境优美，有山有水，又大又美，是京城最美的郊区，是京郊最美的新城。全区总面积2229.45平方公里，是北京市面积最大的区。全区东、北、西三面群山环绕、峰峦起伏，巍峨的古长城绵延在崇山峻岭之上；中部是碧波荡漾的密云水库，西南是洪积冲积平原，总地形为三面环山、中部低缓、西南开口的簸箕形。

密云区位优势明显。区城处于首都半小时经济圈内，距市区40公里，距首都国际机场35公里，距天津塘沽港160公里，主要交通线路有大广（京承）高速、京沈路、顺密路、密关路、密兴路等公路及市郊铁路S5线和通密线。规划中的轻轨S6线在密云设站，将进一步提高密云的交通便捷度。