天河區位於廣州市老城區東部，東到玉樹尖峰嶺、吉山獅山、前進深湧一帶，與黃埔區相連；南到珠江，與海珠區隔江相望；西從廣州大道、楊箕、先烈東路、永福路，沿廣深鐵路方向達登峰，與越秀區和東山區相接；北到筲箕窩，與白雲區相接，區境地理坐標是東徑113°15′55〃～113°26′30〃，北緯23°6′0〃～23°14′45〃。區徑東西極限長18.75公里，南北極限長15.75公里。總面積147.77平方公里，其中建成區面積約68公里，是建設中的廣州市城市中心區。
天河區具有良好的地理區位。從東西方向看，天河區是廣州市向東發展城市帶的起點。《廣州市城市總體規劃》（1991～2010年），確定了廣州市建設和用地向東南和東北發展的兩個主要方向，向東沿珠江擴展城市用地至黃埔，天河區正好位於這一發展帶的西部起點。從南北方向看，天河區是廣州市新城市中軸線經過的中心地區。廣州新城市中軸線包括城市功能軸線、城市景觀軸線和城市發展軸線，上述軸線均經過天河區，這種在空間上聚集的城市軸線可以強化天河的城市形象，有助於提高天河的新城市中心地位和經濟競爭能力。
天河作為廣州的未來的中心城區、CBD所在區，走廊區域旅遊景（區）點、眾多的生態公園與正在建設的迎龍森林公園、鳳凰山森林公園、柯木朗土森林公園等將形成「群星拱月」的旅遊網絡，特色完備，將能滿足各階層旅遊人士緩解工作壓力、放鬆身心、親近自然、回歸自然的需要。
該區擁有秀麗的自然風光和富有特色的主題遊樂公園，有著名文學家郭沫若作詩「奔舟我喜尋詩樂，游泳人爭入水先。畜牧場中黃犢壯，鳳凰山上白雲懸。風來松嶺千嶂綠，雨落平湖萬點圓。龍洞茶園新種就，惜無島嶼足盤旋。」以讚頌的龍洞旅遊風景區；有我國最大的亞熱帶風光植物園－－華南植物園，園內的「龍洞琪琳」被評為「羊城新八景」之一和廣州十佳景點之一；有集藝術表演、體育競技、民間風情、自然景觀、古典建築及傳統技藝於一體的大型綜合性遊樂園－－「世界大觀」；有氣勢恢宏的天河體育中心和中國最先進的綜合體育中心－－廣東奧林匹克體育中心；還有都市人休閒放鬆的好場所、被喻為天河區「區肺」的天河公園、以及富有鄉村特色的吉山橄欖公園、前進楊桃公園、黃村東公園、長湴休閒公園和廣東樹木公園，人們都可以體會到濃烈的郊野風情。
天河區作為廣州新興的商務中心區，其商務旅遊資源非常豐富。天河北一帶雲集了正佳廣場、宏城商業廣場、天河娛樂廣場、廣州購書中心、天河城購物中心、中怡時尚、麗柏廣場、維多利廣場等大型購物中心和一批高級酒店，以及中信廣場、大都會廣場等數十幢高檔寫字樓。天河區也是華南地區重要的IT產品交易中心。
在廣州的13大電腦市場中，天河區佔了9個，其銷售額佔全市的80%以上。主要交易市場包括：太平洋電腦城、天河電腦城、廣州電腦城、國際科貿中心等，是華南地區最重要的信息技術產品集散地。
正在建設的珠江新城是廣州未來的中央商務區，已建成廣東省檢察院大樓、農業大廈等一批辦公大樓，以及4公里的濱江綠化帶和面積28萬平方米的珠江公園；金融廣場、富力科訊大廈、保利大廈、發展中心大廈、雙城國際等數十幢高檔寫字樓，以及廣州市第二少年宮、廣東博物館新館、廣州歌劇院、廣州新圖書館、超高寫字樓－－珠江雙塔、中軸線廣場群、海心沙市民廣場等標誌性建築也已落成或正在建設之中。
除此之外，天河區的人文旅遊資源也較豐富，從原始社會至現代史跡都有。如龍眼洞新石器時代龍洞飛鵝嶺全新世新石器文化層、永福村的南朝（公元420－589年間）古墓，紀念清朝抗法援越民族英雄劉永福的永福村、長朗土鄉劉義亭、廣州大道北的劉氏家廟，還有瘦狗嶺的反英群眾團體東平會社舊址、胡漢民墓等。
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