thumb|550px|Aire et zones de l'Île-de-France. La géographie de l'Île-de-France est marquée, sur le plan physique, par sa situation au centre d'un bassin sédimentaire, le Bassin parisien, au relief relativement plat, irrigué par un fleuve navigable, la Seine, dont les principaux affluents convergent précisément dans cette région, par un climat tempéré et des sols agricoles très fertiles, et sur le plan économique, par la présence en son centre de Paris, capitale et principale agglomération urbaine de la France.
Avec une superficie de , l'Île-de-France est l'une des plus petites régions françaises (la plus petite de la France métropolitaine après la Corse), mais de loin la plus importante par sa population (12,08 millions d'habitants en 2015, soit 18,8 % de la population de la France métropolitaine)Insee - Populations légales 2015 des régions, consulté le 2 mars 2018 et par son produit intérieur brut : 30,9 % du PIB total de la France métropolitaine et 30,4 % du PIB de la France (DOM inclus) en 2014Insee - Statistiques locales. Cartes comparatives, consulté le 2 mars 2018.
Concentrant les pouvoirs économiques, administratif et politique d'un pays très centralisé, elle est au centre d'un réseau de communication qui se ramifie en étoile autour de Paris.
Paris et ses couronnes
Ville de Paris Elle concentre 2 187 526 habitants. en 2017, soit une densité de population de , l'une des plus élevées du monde, et 18,3 % de la population totale de la région Île-de-France, pour à peine 0,9 % de sa superficie. En excluant les des bois de Boulogne et de Vincennes, la densité de Paris atteint même .
La commune de Paris correspond à un ensemble géographique et historique déterminé dont les limites furent tracées en 1860, lors de l'annexion de certaines communes adjacentes (comme Montmartre, La Villette ou Bercy), à peu près sur le tracé de l'ancienne enceinte militaire de Thiers, bâtie en 1840. Bien que rapidement désaffectée, cette enceinte marqua longtemps une rupture dans le tissu urbain, toujours visible dans les « Boulevards des Maréchaux », ensemble de boulevards ceinturant presque intégralement la ville en deçà du boulevard périphérique, autoroute urbaine circulaire située à l'intérieur des limites administratives de la commune. Il existe même à certains endroits des terrains situés entre le périphérique et la limite administrative, très prisés par les promoteurs de bureaux puisqu'ils conservent une adresse parisienne.
En 2005, l'Insee évaluait le PIB de la commune de Paris à 166 milliards d'euros et le PIB par habitant à .
Petite couronne thumb|Carte représentant Paris et les trois départements de la petite couronne.
La petite couronne est la zone constituée des trois départements limitrophes de la ville de Paris : les Hauts-de-Seine (92), la Seine-Saint-Denis (93) et le Val-de-Marne (94). Jusqu'à la fin de 1967, la majeure partie de cet ensemble, regroupée avec Paris, formait le département de la Seine (anciennement 75) mais des communes de l'ancienne Seine-et-Oise (anciennement 78) furent ajoutées pour la création des départements de la petite couronne.
Depuis le , la petite couronne, ainsi que sept communes de grande couronne, sont regroupées avec Paris au sein de la métropole du Grand Paris. Ces communes de banlieue y sont aussi regroupées depuis 2016 en établissement public territorial (EPT) ayant le statut d'établissement public de coopération intercommunale, au nombre de 12 au total : 4 pour les Hauts-de-Seine, 3 pour le Val-de-Marne, 4 sont situés en Seine-Saint-Denis. Paris forme 1 EPT seule.
Urbanisée dès la fin du , elle correspond à la proche banlieue de la capitale et se caractérise par une très forte densité de population, atteignant près de habitants/km dans les Hauts-de-Seine, soit plus que la majorité des centres-villes de la plupart des métropoles mondiales : par comparaison, la densité de l'arrondissement de Queens à New York est de habitants/km. Certaines des communes les plus proches de Paris sont comparables à des arrondissements parisiens, on y trouve des densités de population équivalentes voire supérieures. C'est notamment le cas à Levallois-Perret ( habitants/km), Vincennes ( habitants/km) et Le Pré-Saint-Gervais ( habitants/km).
Cette zone possède d'importantes fonctions de commandement, en particulier le quartier de La Défense (Hauts-de-Seine), véritable extension du centre-ville et premier quartier d'affaires européen. La petite couronne comprend 123 communes, en 2015, et concentre ainsi 37,8 % de la population de la régionInsee Flash Île-de-France, n° 29, décembre 2017, consulté le 2 mars 2018, sur une superficie de , soit moins de 6% de la superficie régionale.
En 2005, l'Insee évaluait le PIB des trois départements à 189 milliards d'euros et le PIB par habitant à .
Grande couronne Jusqu'en 1967, avec la Seine-et-Marne (77), le département de Seine-et-Oise entourant celui de la Seine, formait la grande couronne.
Le , elle est réorganisée en quatre départements à la périphérie de l'Île-de-France : la Seine-et-Marne (77) conserve ses limites, alors que les Yvelines (78), l'Essonne (91) et le Val-d'Oise (95) sont nés d'un découpage de la Seine-et-Oise (anciennement 78).
En 2006, l'Insee évaluait le PIB des 4 départements à 101 milliards d'euros et le PIB par habitant à .
Les 4 départements composant la grande couronne comptaient en 2015, soit 43,9 % de la population de la région Île-de-France, et représente l'essentiel de son territoire : km² soit plus de 93% du territoire.
Géologie La région Île-de-France occupe le centre du Bassin parisien. Sa surface est principalement composée de terrains tertiaires. Les couches géologiques qui s'y sont accumulées font alterner des roches dures (calcaires) et tendres (marnes, argiles et sables). Au centre, elles sont moins épaisses, bien souvent sub-horizontales, coïncidant avec des plateaux si elles sont dures (calcaire de Beauce, calcaire de Brie, Lutétien ou calcaire grossier, etc.), avec des pentes adoucies ou des surfaces ondulées si elles sont tendres (sables de Fontainebleau, par exemple)Jacqueline Beaujeu-Garnier et Jean Robert, « Île-de-France », dans La France dans ses régions. Tome 1, sous la direction de André Gamblin, Paris, SEDES, édition, 2000.. Les couches géologiques se redressent vers l'est et le nord-est, donnant naissance à la cuesta d'Île-de-France. Plusieurs ondulations de direction nord-ouest - sud-est sont à l'origine de la formation de petites boutonnières, comme la vallée du ru de Gally, à l'ouest de Versailles, et de buttes-témoins situées entre l'Oise et la Marne, comme celles du Mont-Valérien, du Parisis, de Dammartin-en-Goële ou encore la butte Montmartre. La plupart de ces buttes sont couronnées d'une couche de meulière, issue de l'altération du calcaire, qui a servi de matériau pour la construction de nombreux pavillons de banlieue à la fin du et au début du .
Les cours d'eau, dont l'essentiel du réseau est mis en place au Miocène, ont déposé des alluvions (sables et limons) dans les vallées qu'ils ont creusées, notamment pendant l'Holocène, qui servent aussi de matériaux de construction : ainsi, de nombreuses gravières et sablières jalonnent le lit de la Seine et de ses affluents. Dans celles qui ne sont plus en exploitation, comblées par de l'eau, des bases de loisirs aquatiques ont été aménagées, comme celles de Draveil ou de Jablines. Des lœss ont également recouvert une partie des plateaux pendant le Quaternaire, contribuant à la bonne qualité agronomique de leurs sols.
En dehors des zones construites le long des rivières, les carrières et les zones rocheuses exploitables sont encore nombreuses dans la région. On trouve du gypse au nord et à l'est de la Seine, exploité dans de vastes carrières à plâtre (Cormeilles-en-Parisis, butte de Montmorency, monts de la Goële, bois de Bernouille à Coubron, près du fort de Vaujours, etc.), beaucoup de sablons notamment dans le Gâtinais et les boucles de la Marne, de l'argile près de Provins (Seine-et-Marne) et dans le Mantois ainsi que du calcaire aux limites champenoises et le long du LoingServices Collectifs des Espaces Naturels et ruraux d'IDF. Les sables de Fontainebleau, présents dans une zone allant de Nemours à Étampes et Dourdan, sont réputés pour leur grande pureté et utilisés en verrerie, en fonderie, dans la fabrication de béton et dans la filière sportiveSable de Fontainebleau, sur le site Silice pour tous, consulté le 2 mars 2018..
Relief
500px|Île-de-France
Du fait de sa situation au cœur du Bassin parisien, la région possède un relief essentiellement tabulaire. Les vastes horizons, sous la forme de plateaux de basse altitude et de plaines alluviales, l'emportent sur les parties pentues (talus, buttes et collines, versants de vallées parfois encaissées dans les plateaux, comme dans le Hurepoix). Les plus hauts plateaux et les buttes-témoins sont alignés selon une ondulation de direction armoricaine (nord-ouest - sud-est) et, bien souvent, couverts de forêts (comme celles de Rambouillet, de Marly, de Meudon ou de Fontainebleau)IAU-IDF, Carte des unités paysagères d'Île-de-France, consulté le 2 mars 2018..
Les altitudes les plus élevées sont à peine supérieures à 200 m, dans les parties septentrionale (Vexin français) et orientale (Brie champenoise) du territoire. Le point culminant de la région d'Île-de-France est situé à Haravilliers (Val-d'Oise) sur les buttes de Rosne, à IGN : carte topographique consultable depuis le Géoportail Consulté le 22/01/2015., juste devant la butte Saint-Georges (215,6 m) à Verdelot (Seine-et-Marne). La colline d'Élancourt (anciennement colline de la Revanche) est plus haute avec ses , mais il s'agit d'une colline en partie artificielle, élevée avec les remblais de construction de la ville nouvelle de Saint-Quentin-en-Yvelines : son sommet n'est pas d'origine naturelle.
Le point culminant de Paris et de la petite couronne se trouve dans la forêt de Meudon, sur la commune du même nom, à .
Le point le plus bas est à à Port-Villez (Yvelines), dans la zone située en aval de la partie francilienne de la vallée de la Seine, à la limite de la Normandie. .
Hydrographie Fleuve et rivières L'Île-de-France constitue une zone de convergence hydrographique, au centre du Bassin parisien. La Seine, fleuve aisément navigable jusqu'à la mer, en constitue l'axe structurant. Elle est alimentée par de nombreux affluents, dont les principaux sont, dans la région, l'Yonne, le Loing, l'Essonne, l'Orge, l'Yerres, la Marne (elle-même alimentée par le Grand Morin) et l'Oise. À l'ouest, l'Eure draine timidement dans sa vallée le sud des Yvelines (rivières du Perray, de Guéville, etc.), et le pays Houdanais.
La faiblesse de la pente, au cœur de la cuvette, explique que certains cours d'eau dessinent de vastes boucles et méandres, notamment la Marne comme à Saint-Maur-des-Fossés, et la Seine à Boulogne-Billancourt, à Gennevilliers ou à Saint-Germain-en-Laye, ainsi que l'abondance de dépôts alluviaux contribuant à la formation d'îles.
Ports et transports Deux de ces méandres abritent les grands ports fluviaux de la région : celui de Bonneuil-sur-Marne et celui de Gennevilliers.
La région est aussi dotée de tout un réseau de canaux, destinés à faire la jonction entre bassins fluviaux, comme le canal du Loing et le canal latéral à l'Oise, à alimenter autrefois Paris en eau potable, comme le canal de l'Ourcq et/ou, plus généralement, à faciliter le transport des marchandises et des personnes (canal Saint-Martin, bassin de la Villette, canal de Chelles, canal Saint-Denis).
Climat