中國太行山脈的一部分。因位於北京西部而得名。位於北緯39°29′～40°22′，東經115°24′～116°06′，即東北方以北京市昌平區的關溝為起點，西南抵北京市房山區的拒馬河畔，西北至市界，東南部臨北京平原的全部範圍。南北長近90千米，東西寬約60千米。西山形成於約1億年以前的褶皺運動，整個山體呈北東—南西走向，許多向斜軸部上升為山嶺，形成地形與構造相反的“地形倒置”現象。永定河從西北向東南穿過山區，形成為曲折深切的河谷。主峰東靈山海拔2 303米，也是北京市最高峰。自然植被為夏綠闊葉林，但破壞比較嚴重，多為楊、樺、柏、松等為主的次生林及灌叢。1 850米以上山地為山地草甸。豐沙鐵路和京原鐵路穿越西山。建有百花山、東靈山和龍門澗等自然保護區。西山有許多名勝古跡，如香山、八大處、百花山、上方山等，都是京西的著名遊覽區。