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  截止2015年,懷柔區轄2街道,3地區,9鎮,2民族鄉。

  東部和西部分別與北京市密雲區與延慶區相鄰,北部毗鄰河北省承德市所屬的豐寧縣,正南方與順義區接壤,西南則同昌平區為鄰。全區大部分地區(88.7%)屬於燕山山區,東南角的懷柔鎮、楊宋鎮等地為平原地區屬於華北平原的一部分。山區和平原的氣溫和水分都有較大差距。潮白河在區東南邊界上與順義區相隔,而北部山區湯河口鎮附近有潮白河支流白河流經。懷河是區南部的主要流域地區,攔腰截斷後在懷柔城區西側形成了北京的著名水源懷柔水庫,懷河的兩個上源則是懷沙河以及懷九河,而來自密雲水庫的京密引水渠途徑懷柔後又有懷柔水庫增加水源而繼續向西南流向順義區和昌平區。  懷柔區地屬暖溫帶型半溼潤氣候,四季分明,雨熱同期,夏季溼潤,冬季寒冷少雪。全年日照時數約為2800小時,年平均氣溫9～13攝氏度,無霜期約170～200天,年平均降水在600～700毫米,主要集中在6～8月份。懷柔地處首都飲用水源保護區,有大小水庫22座,山泉774處,年水資源總量8.6億立方米,佔全北京市水資源總量的1/5,地表水質量達到國家二級標準。  懷柔區境內多山,全區山區面積佔總面積的89%。境內綿延起伏的群山中,有名稱的山峰500座,海拔在1000米以上的有24座。京北著名的高山黑坨山,海拔1533.9米。位於喇叭溝門滿族鄉的南猴頂山,海拔1705米,為全區第一高峰。

  “懷柔”一名出自《詩經·周頌·時邁》中的“懷柔百神”,意思是招安,主要針對的是少數民族。  春秋戰國時代,懷柔是燕秦活動的戰略要地,屬於燕國領土,秦朝統一中國後所設立的漁陽郡的郡治即為今天位於懷柔區北房鎮的梨園莊村。而曹魏之後由於漁陽郡的戰略地位下降所以懷柔地區也逐漸走向了衰落,唐代時曾經建立的“懷柔縣”治所為今日的順義縣城,為“懷柔”首次作為縣級行政區域名稱,但與後來的懷柔縣並無關聯。明朝洪武元年(1368年)12月,改北京北部順州為順義縣,改檀州為密雲、懷柔二縣,這是懷柔建立區一級建制的開始。明正德8年(1513年),升昌平為州,懷柔為昌平州屬縣。清順治初年,為順天府所轄22縣之一。民國2年為北京京兆地方20縣之一。1958年10月與延慶、密雲以及平谷一道由河北省劃歸北京市管轄。1995年8月30日至9月8日,與第四次世界婦女大會同期的'95北京非政府組織婦女論壇在懷柔縣舉辦。  2001年12月31日,經中國國務院批准,懷柔撤縣設區。北京主辦2014年APEC會議,地點選在懷柔雁棲湖。

  旅遊業一直是懷柔區的支柱產業,知名的旅遊名勝有:

  北京懷柔科學城主要位於懷柔區東南部雁棲地區和懷北鎮,以及相鄰的密雲區部分地區,與北京未來科學城和中關村科學城並稱為北京市三大科學城之一,原址為北京雁棲經濟開發區。北京市政府明確提出將其打造成“百年科學城”。

  

  2007年8月國土資源部批覆《關於中國科學院研究生院懷柔新園區建設用地預審意見的覆函》,懷柔區懷北鎮土地42.1637公頃(632.46畝)轉為中國科學院大學建設用地,用以建設國科大雁棲湖校區,該校區已於2013年9月投入使用。
懷柔區是北京市下轄的一個區。懷柔區為北京市郊區縣之一,地處全市東北部,位於東經116°17′～116°53′,北緯40°13′～41°0.4′之間。城區距北京東直門50公里。全區總面積2122.6平方公里。懷柔區南鄰北京市順義區,西南為北京市昌平區,西是北京市延慶區,東鄰北京市密雲區,西北至東北部,分別與河北省赤城縣、豐寧縣和灤平縣接壤。