西城区的地势特征显著，自西北向东南倾斜，平均海拔大约40米，地形起伏适中。北长河贯穿西城区，源自海淀区玉泉山的“玉泉”，流经颐和园和青龙闸，最终汇入积水潭、什刹海、北海和中南海等湖泊，形成了一条纵贯全区的水系。
历史上，北长河曾是北京市的重要水源，承载着城市的生命线。然而，随着玉泉山泉水的断流，它逐渐转变为一条排水河道。1965年，京密引水渠的建设改变了这一格局，废除了青龙闸，代之以安河闸，并用于调节水位。现在的北长河长度为1.2公里，上口宽度约30至40米，流域面积达到8.75平方公里。
西城区的文化遗产和人文景观丰富，是古都北京的缩影。区域内拥有106处文物保护单位，占北京市总数的四分之一，包括北海、景山和动物园等知名景点。北京动物园，作为中国最早的开放动物园，已有90多年的历史，占地约90公顷，展示着近500种动物，包括200多种国家一、二级保护动物，如大熊猫、金丝猴等。每年吸引超过600万游客，是全国乃至世界知名动物园之一，展示了中国和世界各地珍稀动物的多样性。
在这一片绿色和生机勃勃的环境中，游客可以近距离观赏到众多珍稀动物，如国宝级的动物和世界各地的珍贵物种。动物园内独特的动物馆舍与周围的碧水和绿树相映成趣，古树成荫，为这座历史悠久的园林增添了别样的魅力。
西城区位于北京市中心城区西部。东以鼓楼外大街、人定湖北巷、旧鼓楼大街、地安门外大街、地安门内大街、景山东街、南长街、北长街、天安门广场西侧为界与东城区相连；北以南长河、西直门北大街、德胜门西大街、新街口外大街、北三环中路、裕民路为界与海淀区、朝阳区毗邻；西以里河路、莲花池东路、马连道北路为界，与海淀区、丰台区接壤；南以永定门西滨河路、右安门东城根、右安门西城根为界，与丰台区相连。辖区设15个街道、255个社区。总面积50.70平方千米。2010年7月1日，宣武区并入西城区，成立新西城区。