千家店镇位于延庆区东部山区，距城区60公里，距北京市区130公里，镇域面积371平方公里，占延庆区域面积的1/6，生态林面积47.6万亩，占延庆区生态林面积的1/4，是延庆乃至北京最边远的山区大镇。东与怀柔区毗邻，北与河北省(赤城县)接壤，西南、东南分别与香营、刘斌堡、珍珠泉三个乡相连。滦赤、花千、花沙公路穿镇而过自成环线，交通便利，排全市自驾游最佳线路之首。全镇辖19个行政村83个自然村，4069户，人口10421人，属全市人口密度最低区域。
千家店镇域地处白河、黑河、红旗甸河谷地，境内山峦重叠，地质景观移步换景，地势西高东低，中间形成东、西开口的带状盆地。三个流域相连相通，纵深空间较大。气候属于暖温带大陆性季风气候的半湿润区，镇域内生态优良，林木绿化率为85.3%，四季景色变幻如画，空气负氧离子丰富，年平均气温8℃，年降水量477.2毫米，是名副其实的避暑胜地和绿色氧吧。白河从西向东流经镇域，最大支流为红旗甸河，另有茨沟泉、红石湾泉、白龙潭水补入白河。黑河从北部进入镇域，在镇域东部与白河交汇，形成黑白分明的奇特景观。镇域内湖、泉、瀑、溪等水景众多。
2008年起，结合北京市沟域经济建设，千家店镇重点打造百里山水画廊沟域经济。百里山水画廊规划为一环三区十二个空间节点。百里山水画廊建设以“保护生态，涵养水源”为刚性原则，以大尺度田园风光和众多地质景观为基调，根据镇域内空间布局的实际情况，对滨河环线16个行政村71个自然村统一规划，并通过12个空间节点，合理安排“吃、住、行、游、娱、购”六大要素，以每个节点的不同功能实现“一村一品”。2010年9月，百里山水画廊正式通过国家旅游局和全国旅游景区质量等级评定委员会审批，成为全国第一个涵盖全镇域范围的“镇景合一”国家4A级旅游景区。目前，百里山水画廊国家4A级旅游景区共有六处售票景点，分别是硅化木国家地质公园、滴水壶景点、乌龙峡谷景点、朝阳寺、龙王庙和关帝庙。