北京天然河道自西向東貫穿五大水系：拒馬河水系、永定河水系、北運河水系、潮白河水系和薊運河水系。多由西北部山地發源，向東南蜿蜒流經平原地區，最后分別在海河匯入渤海（薊運河除外）。

北京沒有天然湖泊。北京市有水庫85座，其中大型水庫有密云水庫、官廳水庫、懷柔水庫、海子水庫。

北京市地下水多年平均補給量約為29.21億立方米，平均年可開采量約24~25億立方米。一次性天然水資源年平均總量為55.21億立方米。

2013年北京市總用水量35.3億立方米，比2012年增長1.4%。其中，生活用水14.5億立方米，增長4.3%；工業用水5.6億立方米，下降3.4%；農業用水12億立方米，下降3.2%。

北京市地帶性植被類型是暖溫帶落葉闊葉林并間有溫性針葉林的分布。

大部分平原地區已成為農田和城鎮，只在河岸兩旁局部洼地發育著以蘆葦、香蒲、慈菇等為主的洼生植被，但多數洼地已被開辟為魚塘，在擱荒地及田埂、路旁多雜草；湖泊，水塘中發育著沉水和浮葉的水生植被。

海拔800米以下的低山帶表性的植被類型是栓皮櫟林、櫟林、油松林和側柏林。海拔800米以上的中山，森林覆蓋率增大，其下部以遼東櫟林為主，海拔1000米至1800~2000米，樺樹增多，在森林群落破壞嚴重的地段，為二色胡枝子、榛屬、繡線菊屬占優勢的灌叢。海拔1800~1900米以上的山頂生長著山地雜類草草甸。

北京地區的動物區系有屬于蒙新區東部草原、長白山地、松遼平原的區系成分，也有東洋界季風區、長江南北的動物區系成分，故北京的動物區系有由古北界向東洋界過渡的動物區系特征。截至2009年，此動物區系中有獸類約40種，鳥類約220種，爬行動物16種，兩棲動物7種，魚類60種。

2013年北京已發現的礦種共67種，礦床、礦點產地476處，列入國家儲量表的礦種44種，其中：能源礦產2種；黑色金屬礦產4種，有色金屬、貴金屬及分散元素礦產11種；冶金輔助原料非金屬礦產7種；化工原料非金屬礦產5種；建材及其他非金屬礦產15種。共有產地300處，其中黑色金屬產地49處，有色金屬產地35處，冶金輔助原料非金屬產地43處，化工原料非金屬產地68處，建材及其他非金屬產地75處，煤炭產地30處。