朝阳区的气候属于暖温带半湿润季风型大陆性气候，四季分明。春季气温回升迅速，昼夜温差大；夏季炎热潮湿，雨水充沛，为农业生产提供了极佳的生长条件；秋季晴朗少雨，气候宜人，光照充足；冬季寒冷干燥，风力较小，平均气温在0℃以下。
在地貌方面，朝阳区地形复杂多样，主要分为山地、丘陵、台地和平原四类。这些多样的地貌为农业、林业、牧业、副业和渔业的全面发展提供了良好的基础。区域形状呈南北稍长、东西稍窄的多边形，位于东经116°38′附近，北纬40°的北京平原。朝阳区的平均海拔为34米，区域内8条主要河流如温榆河、清河等，如诗如画，如坝河、亮马河等，交织成一个美丽的水网，包括萧太后河、凉水河、北小河等。
自然资源丰富，尤其是非金属矿产，分布相对集中，开发条件良好，以中小型矿为主，伴生矿和贫矿较多。丰富的自然植被受地形、气候和土壤影响明显，表现出垂直分布和过渡交替的规律性。朝阳区的旅游资源也相当丰富，拥有众多公园，如太阳宫郊野公园、将府公园（二期）、东坝郊野公园（二期）等，为市民和游客提供了丰富的休闲娱乐场所。
朝阳区位于北京市的东部，西与东城区、崇文区、丰台区、海淀区相毗邻，北连昌平区、顺义区，东与通州区接壤，南与大兴区相邻，全区面积470.8平方公里，平均海拔34米，是北京市城近郊区中面积最大的的一个区。2008年末，全区常住人口308.3万，其中户籍人口208.5万，外来人口99.8万。区现行行政区划，有23个街道办事处，20个乡。