大华山镇地处平谷区西北部山区，北、南、东三面山峦重叠，沟谷交错，中部和西南部属谷中平原。境内最高山峰华山海拔755米，位于大华山、镇罗营、熊儿寨三乡交界处，山名由来已久，古称铧山，明清以来称华山顶至今。山势上陡下缓，顶部多悬崖，为燕山期以来形成的断块山地。山体主要由中元古界长城系石英砂岩构成，北部山露太古界角斜片麻岩。地下水较丰富，植被繁茂。北部沟谷为和各庄---马坊---夏垫断裂地带，谷中有镇罗营石河从东北向西南流经镇域全境。熊儿寨石河由东部入境，向西南斜穿镇域南部，至王辛庄镇汇入洳河。镇域北、西、中部土壤为硅质岩类淋溶褐土；南、中部为洪积冲积物褐土性土、壤质潮褐土；东南部为页片状、铁镁质岩类淋溶褐土。地下水资源为山地基岩裂隙水弱富水区、贫富水区和中等富水区。镇境西南部山岭区有金矿。