北京五大水系（见河流）之一，海河五大水系中最大的一支，市域最大水系。石景山区、门头沟区及丰台区的界河。流经山西、内蒙古、河北、北京、天津等5省市27个县市，从河北省怀来县幽州村南流入北京市，经门头沟区、石景山区、丰台区、房山区、大兴区，自大兴崔指挥营村东出市境域。全长650千米。上游分南北两大支流，北支为洋河，发源于内蒙兴和县，南支为桑干河，发源于山西省宁武县，两大支流在朱官屯汇合后称永定河，于官厅水库下游流入市境，市境域内主河道长189千米，流域面积3168平方千米，占全市面积的18．9%，其中山区面积2491平方千米，河床最宽处为3800米。
       主要支流有妫水河、清水河、天堂河等。流域内有笔架山、青水尖、九龙山、黄草梁、百花山风景区、灵山风景区，以及永定河纪念林区、永定河峡谷、永定河绿野高效农艺园、永定河观光旅游带、珍珠湖、龙泉水上乐园、东方骑士中心及鹰山森林公园等。古迹有卢沟桥、灵岳寺、川底下村、金门闸、南海子沙龙遗址、求贤坝遗址、十里铺古渡口、门头沟卧龙岗、丰台鹰山及明代石堤等。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。建有官厅水库、斋堂水库、苇子水水库等大型水库。1985年被列入中国四大重点防洪河道之一。