西东京市位处武藏野台地中央。市内有石神井川、白子川、新川（白子川支流）与玉川上水分流千川上水等，是多摩地方中水资源较为丰富的区域。市内的下野谷遗迹公园是绳文时代聚落的遗迹，2015年（平成27年）3月10日成为国家指定史迹。