位于北京市西郊，从河北省怀来县幽州村南流入北京市，流经门头沟区、石景山区、丰台区、房山区、大兴县，于大兴县崔指挥营村东出市境。市境内主河道全长189公里，河床最宽处为3800米，设计卢沟桥以下最大流量达2500立方米/秒。永定河上游主要文流为桑干河、洋河，分别发源于山西省、内蒙古自治区境内，于河北省怀来县朱官屯村汇合为水定河。在北京市境内的主要文流有伪水河、清水河、天堂河、门头沟等。市境内流域面积为3168平方公里，占全市面积的18.9%，其中山区面积2491平方公里。永定河同北运河、潮白河、拒马河、蓟运河一起，统称为北京市的五大水系。它还是海河北系的主要支流之一。河流在三家店进入平原地区后经常改道。水定河，《水经注》称湿水、治水、漯水，又称浑河、卢沟河，俗称无定河。清康熙三十七年（1698）在卢沟桥以下至狼城河口两岸筑堤后改为现名。永定河历史上屡次成灾。1949年后，在河上修建了官厅水库、卢沟桥分洪枢纽工程、三家店至卢沟桥段左堤加固工程等，可抵御万年一遇的洪水。1985年该河被列为中国四大重点防洪河道之一。河上有大、中型桥梁48座，京广铁路、京原铁路、丰沙铁路等跨河而过。沿河名胜古迹有卢沟桥、珍珠湖、金门闸等。