全區地處永定河、潮白河洪沖積平原，地勢平坦，自西北向東南傾斜，海拔最高點27.6米，最低點僅8.2米，平均海拔高度20米。分佈13條河流，總長245.3公里，主要河流有北運河、潮白河、涼水河、鳳港減河。
其土質多為潮黃土、兩合土、沙壤土，土壤肥沃，質地適中。三河三路兩側百米綠色通道頗為壯觀，形成天然生態屏障。
通州作為國家級生態示範區，環境優美，多河富水，水綠交融。千年京杭大運河穿城而過，在通州流域長達42公里。依託溫榆河、運河城市段建成的大運河森林公園，面積達到一萬畝，構成“一河、兩岸、六園、十八景”的空間佈局，成為“城中濕地”“生態大氧吧”，在京東形成了一道靚麗的綠色屏障，為新城增添了更多的靈氣與潤澤。2008年北京奧運會水上火炬傳遞就在通州運河段舉行。
