تقع بيتونيا بين القدس ورام الله، وبالتحديد شمال القدس، جنوب غربي رام الله، على بعد 4.5 كم غرب رام الله، وقد أكسبها موقعها الجغرافي مكانة متميزة؛ فهي البوابة إلى القدس من الناحية الشمالية الغربية، مما أهلها لأن تكون بمثابة الدرع الذي يحمي القدس، وهذا ما تبين عندما غزا الإنجليز فلسطين سنة 1917، حيث رابطت فرق الفرسان من الجيش التركي على جبال بيتونيا لمواجهة الجيش الإنجليزي.
وتتبع بيتونيا إداريا لمحافظة رام الله والبيرة في الضفة الغربية، وتعتبر المدينة الثالثة في المحافظة من حيث الاتساع والأهمية، وترتفع عن سطح البحر حوالي 820 م، تبلغ مساحة أراضيها الكلية بحدود 24 كلم2، أو بالتحديد 23366 دونماً، منها 5000 دونم داخل حدود البلدية، و1750 دونماً مزروعة بالزيتون.
وقد تطورت وتوسعت المنطقة الحضرية خارج البلدة القديمة، التي ما زالت تحتفظ بسماتها التاريخية والمعمارية الجميلة. وتحيط بها المناطق الخضراء، والمحميات الطبيعية، وبيتونيا اليوم متصلة البناء بمدينة رام الله وخاصة المنطقة الصناعية، وتتصل أحياؤها من الجهة الشرقية والشمالية بحدود مشتركة بطول (12كم)، مكونة وحدة جغرافية وحضرية واحدة. وتحيط بها مجموعة من القرى الفلسطينية من جهة الغرب والشمال والجنوب، وتعتمد عليها هذه القرى في المجال الاقتصادي والعمل والاتصالات، وتطل أحياؤها وجبالها على السواحل الشرقية للبحر المتوسط. بحيث يمكن رؤية البحر في أيام الصيف عندما تكون السماء صافية، وتنتشر أحياؤها على مجموعة تلال وجبال وأودية مشكلة منظر طبيعي متميز وبيئة نظيفة.
وتقع بيتونيا على مجموعة من الجبال والتلال المرتفعة، وبعضها مطلة على البحر، وأهم هذه التلال والأحياء: البطن الشرقي ووادي الدير، المنطار وبئر الشماس، عين ترفيديا وبطن حمزة، خلة الفقيه، الدورة ورأس يعقوب، البلد الشمالي، خلة الصخول، وعين صبيا، من الحارات المشهورة فيها حارة العجاجرة التي تقع في منطقة راس يعقوب بالقرب من البلدية، ومن أهم أحيائها الحديثة حي "الكروم الشمالية"، وهو حي جديد وذو عمارة تقليدية جديدة. وتتصل بيتونيا بقرى رافات، والجيب، وبيت دقو، والطيرة، وبيت عور الفوقا، وعين عريك.
حدودها: شمالاً: مدينة رام الله، وعين قينيا، جنوباً: قرى الجيب، بيت دقو، وأجزاء من الطيرة، شرقاً: مدينة رام الله، رافات، الجديدة، بير نبالا، غرباً: قرية عين عريك، بيت عور الفوقا.
مناخها: بارد ماطر شتاء، رياحها غربية متوسطة، ومعتدلة الحرارة صيفا، وربيعها أخضر، وهوائها نقي.