百花山国家级自然保护区地处北京西部，位于北京市门头沟区清水镇境内，2008年经国务院批准在北京百花山自然保护区基础上晋升为国家级自然保护区。保护区是以保护暖温带华北石质山地次生落叶阔叶林生态系统为主的自然保护区，总面积为21743.1公顷。

地质

保护区在地质构造上位于华北陆台中部的燕山沉降带，其中北部属于北京北山隆起构造区的青白穹窿区，南部属于北京西山凹陷构造区的西山褶皱隆起区。地层主要有元古界震旦系、古生界寒武系、奥陶系、石炭系，以及中生界侏罗系和新生界第四系等，岩石种类比较齐全，包括多种沉积岩、变质岩和火成岩。

地形地貌

保护区中北部及西南部为山地侵蚀构造地貌，约占全区面积的90%,地势陡峻，河流下切深；东南部为侵蚀构造地貌或堆积地貌，占全区面积的10%左右，地势较平缓，并发育宽浅河谷。

保护区大部分区域海拔在750-2200米之间。最高峰为东灵山，海拔2303米，是北京第一高峰；区域内百花山海拔1991米，为北京第三高峰。山坡坡度多在30度以上。

气候

百花山自然保护区地处亚高山地带，属于中纬度温带大陆性季风气候区，垂直变化明显，昼夜温差大，气温偏低，降水量较多，四季分明，冬季寒冷多风且干燥，夏季温热多雨，春季干旱，风沙盛行，秋季晴朗少风，寒暖适中，但雨量偏少。

年降水量在450-720毫米，多集中于夏季；6、7、8月三个月份的降水量约占全年降水量的74%,其中，尤以7月份降水量最大，且多为暴雨；冬季降水量最少，只占全年的2%,秋季降水量占全年的14%,春季降水量约占全年的10%.

全年平均气温在6-7℃，最热月是7月份，平均温度22℃；最冷月是1月份，平均温度-5.7℃。3-4月气温急剧上升，10-11月气温突然下降。年积温≥3800℃，全年无霜期110天左右。

土壤

保护区土壤属于褐色土地带，共有4个土类、9个亚类，分别为：

草甸土：亚高山草甸土

棕壤：山地棕壤；山地生草棕壤；山地粗骨棕壤

褐土：淋溶褐土；普通褐土；粗骨褐土；碳酸盐褐土

耕作土：耕作土

水文

百花山保护区内自海拔900-2000米处均有清泉分布；百花山属海河水系，是永定河流域清水河的一个源头。

植被

百花山自然保护区地带性植被为暖温带落叶阔叶林，在天然植被的植物种类组成中，有热带亲缘植物（蕨类、猕猴桃等），也有寒带亲缘植物（核桃楸、毛榛、锦带花等）。

森林植被垂直分异明显，可分四带：（1）海拔1000~1200米之间以油松林、栎类林和油松栎类混交林为主；（2）海拔1200~1600米之间以山杨林、桦树林为主；（3）海拔1600~1900米之间以云杉、华北落叶松林和云杉桦树针阔叶混交林为主；（4）海拔1900米以上的山脊、山顶则是亚高山草甸。