北京地勢西北高，東南低，東部爲渤海，南部爲華北平原，西部爲西山屬太行山脈，北部爲軍都山屬燕山山脈。誠如古人所言：“幽州之地，左環滄海，右擁太行，北枕居庸，南襟河濟，誠天府之國”。北京如同被一個巨大的半圓形山脈包裹在其中，具有極高的戰略地位，爲古代兵家必爭之地。
太行山脈位于華北平原西部，是防止西北遊牧民族入侵的屏障，有居庸關、紫荊關、倒馬關等重要關隘。燕山山脈位于華北平原北部，是防止東北遊牧民族入侵的屏障，有山海關、喜峰口、古北口等重要關隘。其中，山海關和居庸關是重中之重。
太行山脈的居庸關、紫荊關、倒馬關三個關隘，又稱內三關。
居庸關，關城所在的峽谷，屬太行余脈軍都山地，西山夾峙，下有巨澗，懸崖峭壁，地形極爲險要，爲北京西北的門戶，是西北遊牧民族進攻北京的最短路線。明代土木堡之變就發生在距離居庸關不到100公裏的地方。
紫荊關，位于居庸關、倒馬關之間，關城建在依山傍水，兩峰對峙的廣闊盆地內，四周形成天然屏障，是京西內長城上一處重要關隘。由于居庸關有重兵把守，易守難攻，因此紫荊關成爲西北遊牧民族進攻北京的突破口。例如，成吉思汗攻居庸關不克，分兵紫荊關擊敗金兵，又從內夾攻居庸關得手。明代土木堡之變後，也先率領瓦剌部從紫荊關進逼北京。
倒馬關，因山路險峻，戰馬到此經常要摔倒而得名。
燕山山脈的山海關、喜峰口、古北口三個關隘。
山海關，位于明長城東端，是明長城唯一與大海相交彙的地方。北倚崇山，南臨大海，相距不過數裏，非常險要，是關內關外的分界線，爲北京東北門戶，被譽爲“天下第一關”。山海關，一直是關外清軍無法逾越的高山，當年皇太極五入關內都選擇繞開山海關。明朝滅亡後，山海關守將吳三桂獻關投降清軍，清朝得以入關問鼎中原。
喜峰口，是燕山山脈東段的隘口，古稱盧龍塞，路通南北，左右高崖對峙，地形險要。皇太極第一次入關就是從喜峰口，清軍一路勢如破竹，打到北京城下。皇太極用離間計，成功讓崇祯帝殺了心腹大患袁崇煥。
古北口，是山海關、居庸關兩關之間的長城要塞。由臥虎山長城、蟠龍山長城、金山嶺長城和司馬台長城組成，是中國 長城史上最完整的長城體系。
在燕山山脈和太行山山脈外圍，還有錦州、張家口、大同、朔州等軍事重鎮。其中，錦州扼守遼西走廊咽喉要道。
從北到南，燕山的山海關、喜峰口、古北口，太行山的居庸關、紫荊關、倒馬關，組成了北京的第一道防線。遼西走廊的甯遠、錦州，大同盆地的張家口、大同、朔州等軍事重鎮，組成了北京的第二道防線。
北京的最後一道防線是，高大堅固的北京城牆，對于北方遊牧民族來說，也是最難逾越的一道防線。