位置境域 北辰区位于天津市城北，北运河畔‘东以北京排污河与宁河县相邻，边界线长20.66千米；东南隔金钟河、新开河与东丽区相望，边界线长22.99千米；南与河北区、红桥区相连；西南以子牙河与西青区相界，边界线长27.5千米；西、北均与武清县相接，边界线长25.14千米。南北纬宽20.8千米，最窄处柳滩村南至刘马庄西北14.4千米；东西经长43.2千米，最宽处东堤头村东至线河村西46.3千米。总面积478.48平方千米。 地貌 北辰区处于新华夏构造体系的华北沉降带的东北部，次级结构为沧县隆起北段、冀中坳陷东北部。区内及邻近地区主要断裂有：天津北断裂，位于区境东部，从东堤头穿过，走向北东，倾向北西，长40多公里，为活动断裂。1976年唐山地震时，该断裂有活动。汉沟断裂，位于区域中北部，据1981年美国第二颗资料卫星多光谱扫描成像目视解译判读，胜芳--北仓（汉沟）断裂呈现反扭运动。潘庄北断裂和梅厂断裂，处于区境北部，走向北东，二者平行展布，第四纪以来有不同程度的活动。上述断裂带同属于新华夏构造体系，属于压扭性断裂，它们的产生与发育，控制着区境基底地形轮廓、层面分布、地震活动和地面沉降。 境域地势坦荡低平，西高东低，一般高程（黄海水准）0.04至5.46米，平均坡度1/5000；水库洼淀坑塘众多，星罗棋布；地下水位较高，地表为普通潮土、盐化潮土、潮湿土由西向东呈规律性分布。洼地多分布在东部刘快庄、芦新河、霍庄子附近及排污河（华北河以西地区，主要标高在1.5－2米）。 北辰区处于中国地壳强烈下沉地区，属于冲积平原和冲积海积平原区，是运永定河水系泛区的重要组成部分，处于永定河三角洲末端，为永定河、北运河下游冲积平原。西部以砂土砂壤质土为主，中部以轻壤、中壤质土为主，东部以重壤质土、粘土为主，区内平均标高相差仅五六米，为典型的平原地貌形态。 气候 北辰区属北方长日照地区。年均晴天167.3天，日照2733.0小时，日照百分率为62%。全年太阳总辐射为每平方厘米129.5千卡（1卡=4.184焦耳），生理辐射为每平方厘米63.5千卡，光能资源丰富。 北辰区气温变化除地理环境限制外，气团交替是主要支配因素。由于背靠欧亚大陆，面临太平洋，除夏季能得到海洋性气候调节，大部分时间被西北大陆气团所控制，表现为夏季炎热、冬季寒冷。年均气温12.10C。1983年最暖为13.10C，1969年最冷为10.50C。7月最热，月均26.20C，1997年7月最高为28.50C；1月最冷，月均零下4.40C，1977年1月最低为零下7.40C。气温年较差30.60C。春季升温和秋季降温急剧，3至4月升温幅度最大，相差8.50C；10至11月降温幅度最大，相差8.70C。12月、1月、2月的月均气温在零度以下，其余各月均在零度以上。 北辰区极端最高气温达40.40C，出现在1963年6月26日。极端最高气温多数年份在6月，少数年份在5月、7月、8月。极端最低气温为零下22.70C，出现在1966年2月22日。极端最低气温多数年份在1月，少数年份在12月、2月、3月，一年中有5个月的极端最低气温在零度以下（11~3月），4月和10月在零度上下，5至9月在零度以上。 水文 北辰区境内及边界河道共14条，其中一级河道7条，总长115.1公里；二级河道7条，总长88.18公里。 土壤 据农业区划办公室土壤组1981年普查，北辰区土壤为潮土类，又分为普通潮土、盐化潮土和湿潮土3个亚类、14个土属、52个土种。依西高东低地形特点，普通潮土、盐化潮土、湿潮土由西向东呈现规律性分布。