影響北京城建的主要有兩大水系，西南的永定河水系和東北的潮白河水系。今天的北京基本就在這兩條大河中間的位置。
三千年來，從西周的燕國都城到明清的北京城，北京的城址曾有過數次遷移。北京古代城址所以要這樣遷移，就是與當時水源的布局和變化有直接關系。
周初燕都發源於房山以北山區的聖水旁（今大石河、琉璃河），但聖水因發源於山中，漲落劇烈，不利於城市安全，東周時以薊為都遷至今北京宣武門以南壹帶，直至東漢。這是因為東漢以前，永定河故道即今積水潭、北海、中南海、龍潭湖壹線，也就是後來的高梁河水道。但永定河變道在東漢末年破壞了薊城。在東漢以後，北京城位移到了廣安門內外壹帶，依城市西部的西湖（今廣安門外蓮花池）。當時西湖水及其下流雖小於永定河水，但比永定河安全，這反映了北京先民在選擇城址方面的重要嘗試，他們壹直在努力尋找壹個既能為城市提供充分的用水，又不會危害城市安全的合理的水源。應該說，依傍西湖是壹個比較理想的選擇，所以自東漢以後直至金亡，其間1000余年再沒有遷移過。即使元朝建造大都城以後，其作為舊南城也仍然未廢。
元朝遷建大都城，主要是因為西湖水量衰微，不足應用，所以改依東北的高梁河水系。另外，元大都還引用北自昌平白浮神山泉、北沙河、東沙河，西自玉泉山、西山的諸多水源。明清時期，北京主要依靠玉泉山、西山諸泉，水源問題已感困難，雖然沒有到必須再次遷城的程度，但清代西郊園林的大規模興建，皇帝常年在圓明園中聽政，其意十分明顯，反映了北京布局和政治重心受水資源的影響而向西轉移。
為城引水
1949年以後，北京城的水源始終也是壹個必須正視的問題。為此，五六十年代開辟了永定河引水渠和京密引水渠，從北京西部引永定河、東北部引潮白河水。
永定河引水渠的引水口在石景山三家店，在這裏築了壹條攔河壩，引水東到北京西便門。但是永定河流量變化很大，不需要時，它洶湧而來；需要水時，它也幹涸待澤。況且近年來永定河上遊地區氣候幹旱，實際價值已成問題。因此今日北京實際上主要依重的是東部潮白河水系。
京密引水渠從密雲水庫取水,中間穿過懷柔水庫，自昌平以下，經昆明湖，與永定河引水渠匯合，入玉淵潭和護城河，大致就是元代郭守敬白浮甕山引水渠舊線。它的建成，標誌著北京城市所依賴的主要水源實質上已不再是西部的高梁河水系，而轉為東部的潮白河水系，城址雖沒有遷移，但所依靠的水源卻發生了根本的轉移。