位于东京23区西北部。东西约10公里，南北约4～7公里，面积48.16平方公里，在23区中排名第五，占区部总面积约7.7%。区内全域属武藏野台地。主要河川有与。23区最高点是练马区关町南四丁目（南方）的海拔58公尺。西北方埼玉县新座市内有处飞地（西大泉町1179番地），原先计画编入埼玉县，但遭居民反对。
气候.年间平均气温约15℃左右。夏季常测得都内最高温，因此是新闻取材地之一。其原因是练马区较位居内陆，都心地区热岛效应造成的高温空气被南风吹向练马区、埼玉县、群马