北京，位于华北平原的西北边缘，地处平原与山地交界地带：西、北部群山环抱，东南一带古代为大片沼泽，后形成冲击平原。它的西南角接近太行山下，是通向华北平原的门户；北部为燕山余脉，但西北和东北可通过南口及古北口等山谷，通往内蒙古高原和松辽大平原。雄伟险要的地理环境，使之成为天然的军事要地。
古称北京为“燕”和“蓟”，司马迁在《史记》中就有周武王封召公于燕的记载，距今已有三千多年的历史了。春秋战国时期，蓟城是“战国七雄”之一的燕国的都城。从秦汉到隋唐，它都是军事重镇，也是汉族和少数民族进行贸易的大都会；虽然地名更改多次，但城市的基本地理位置变动不大。
辽化则称北京为“南京”，也称燕京，作为辽国的陪都；但北京真正作为都城，是在金朝。
金灭辽之后约三十年，于贞元元年（公元1153年），正式将都城从上京会宁府（今黑龙江阿城南）迁到北京，改称“中都”。这是北京从军事重镇和贸易中心而成为政治中心的转折点，此后，元、明、清三代均以北京为首都。
金中都是在辽南京城的旧址上护建而成的，其位置在今北京城的南部。城平面近似正方形，周长约十五公里，每边各有三座城门。皇帝居住的宫城，位于城内中部偏西南处，呈规整的长方形。金大定十九年（公元1179年）又在城东北郊建立了离宫——大宁宫，其中心部位，在今北海公园琼华岛和团城一带。
宏伟壮丽的中都城，对后来元代大都城的建设影响极大。
金朝在北京建都六十余年，金贞佑三年（公元1215年），蒙古骑兵突破南口天险，攻占中都，全城毁于一片火海之中。元世祖忽必烈即位之初，采取两都制度，以开平（今蒙古多伦西北）为主要都城，称为上都，以中都为陪都。数年后，忽必烈决定建设中都新城；并立即征集工匠，组建工程指挥机构，任命曾主持上都城建设的汉人刘秉忠负责规划营建。
刘秉中首先进行十分详细的地形测量，然后制定了总体建设规划。修建房屋和街道之前，先埋设了全城的下水道，再逐渐按规划好的城市蓝图修建。
至元四年（公元1271年），规模宏大的新中都建成。同年，忽必烈公开废除“蒙古”国号，按照《易经》中“大哉乾元”之意，改国号为“大元”。第二年，忽必烈又命名中都新城为“大都”，宣布建都于此，而以上都开平为夏都（陪都）；蒙古人则称大都为“汗八里克”，意即汗城。迁都于此，同时也意味着政治中心的南移，忽必烈决心灭宋，做统治全国的皇帝。
元大都在地址的选择上，有意避开了金中都的废墟。但又把未遭破坏的、风景优美的大宁宫及附近的大片湖面（当时称为“海子”）包括了进去，并作为城市的中心部分。在城市的设计布局上体现了我国传统的建都原则：三重城恒，中轴对称，前朝后市，左祖右社。
第一重城墙为外城，即整个城市的外廓。外城长约二十八公里，平面呈南北略长方形。城墙全部用土夯成，外面是又宽又深的护城河。城四角建有巨大的角楼，如现在北京建国门外的古观象台，就是当时的东南角楼。
外城共有十一座城门，很别致。据说，这是设计者刘秉忠以此询征神话传说中三头六臂的哪吒：南面三座门象征他的三头，东西两边各三座门象征他的六臂，北面的两座门则是他的双足。
第二重城墙皇城，周长约十公里，位于全城南部的中央地区。皇城的中部是太液池，即后来的北海与中南海；东部即宫城，西部有兴圣宫和隆福宫。皇城是皇帝居住和办公的地方，即为“前朝”；皇城后面的海子（今什刹海）是商船云集的地方，这一带是商业中心，就是“后市”。
皇城的东部（左边）建有太庙，是皇帝祭祖先的地方；西部（右方）建有社稷坛，是皇帝祭土地的地方。这称之为“左祖右社”。
最里面一重是宫城，即紫禁城。宫城的中心线向南北两端延伸，也就是整个大都的南北中轴线；从而十分鲜明地突出了宫城的位置，显示了这个封建王朝统治中心至高无上的地位及其设计思想。
大都城的干道基本上是整齐方正的方格网状。全城被干道划分成五十个街坊，坊内有数条平行的小巷，称为“胡同”。胡同多为东西向，宽约五到七米；两条胡同之间相隔约七十米，由一些四合院式住宅并联而成。这种东西向胡同的布局方式，很适合北方住宅对光照、通风和交通的需要。城内的居民约有十万户、四五十万人。
元大都的兴建，是中国建筑史上光辉的一页：它继承、总结和发扬了古代都城规划、建设的优秀传统，并为以后明、清北京城的发展奠定了基础；它规模宏大，宫殿壮丽，人口众多，商业发达，是自隋、唐长安以后，平地起家新建的最大的都城，也是当时世界上最著名的大城市之一。