白雲區地勢北部與東北部高，西部和南部低。大致以廣從斷裂帶和瘦狗嶺斷裂帶為界，廣從斷裂帶以東，瘦狗嶺斷裂帶以北，是白雲山——蘿崗低山丘陵地區，中有山間沖積平原點綴，如南崗河沖積而成的蘿崗洞，金坑河沖積而成的穗豐、興豐兩個小盆地，良田坑沖積而成的白米洞，鳳尾坑沖積而成的九佛洞等。廣從斷裂帶以西，主要是流溪河沖積平原和珠江三角洲平原。
北部及東北部以低山為主，谷深，坡陡，基岩是堅硬的、塊狀的變質岩和花崗岩。在低山的邊緣地帶，如新廣從公路東側、舊廣從公路大源以南兩側，分佈著一系列丘陵，其基岩是抗風化力較弱的中粗粒花崗岩，故山頂渾圓，山坡平緩。
在丘陵區的南部邊緣，沿瘦狗嶺斷裂帶走向是一片帶狀的臺地，區境內西起王聖堂，依次是走馬崗、桂花崗，接天河區境的橫枝崗、瘦狗嶺、下元崗，一直延伸到區境蘿崗的火村、劉村。白雲山西麓，是丘陵與山前平原相接地帶，並分佈著一系列北東向的山前窪地和臺地，與沖積平原相間，組成流溪河波狀平原。
區境地形有6類：陡坡低山丘陵地形，主要分佈在白雲山一帶及九佛、良田、太和等鎮的東部；緩坡低山丘陵地形，主要分佈在蘿崗一帶；丘陵臺地地形，主要分佈在蘿崗鎮南部；河谷階地與山前平原臺地，主要分佈在流溪河竹料段和鍾落潭、龍歸、新市等鎮；河流沖積平原，主要分佈在三元里至嘉禾地區；珠江三角洲平原，主要分佈在區境西南部，包括石井鎮南部、新市鎮東南部及松洲、同德等街道範圍。
區境主要山峰有：帽峰山，主峰蓮花峰，海拔534.9米，是全區最高峰，1997年市政府批准建市級森林公園。白雲山，主峰摩星嶺，海拔382米，稱天南第一峰。白雲山名勝古蹟眾多，多次被選為“羊城八景”之一，2002年，評為新世紀羊城八景之首。楊大嶺，位於九佛圩東北，海拔349米。（注：2001年出版的首部《廣州市白雲區志》設“自然地理”篇，詳細記述白雲區的地質、地貌、氣候、水文、土壤、自然資源、自然災害等，本章僅作簡要記述。）[2]
氣候特點
白雲區地處北迴歸線以南，屬南亞熱帶季風氣候區，季風環流盛行。冬季處於大陸高壓東南邊緣，多吹來自大陸的偏北風，因有南嶺等山脈作屏障，阻隔北方南下寒潮，又可使冷空氣鋒面停滯，形成陰雨，故冬季不致嚴寒乾燥。夏季主要受太平洋高壓影響，多吹來自海洋的偏南風，因南嶺山脈及區內東北高、西南低的地形特點，可截留大量水蒸氣上升成雨，故夏季不至於酷熱。熱量豐富，雨量充沛，霜雪稀少，四季分明，春夏之間多暴雨，夏秋之間多臺風。
區境太陽輻射比較強烈，日照率為40左右，氣溫呈上升趨勢。廣州氣象臺在白雲區設置常年觀測點，據廣州氣象臺統計，1996年的平均氣溫21.6℃,2000年22.5℃;1996年的日照年平均1565小時、降雨年平均1683毫米；2000年，分別是1609小時和1799毫米。
1949年10月14日廣州解放後，於11月將市轄原33個區調整為28個。其中地處城郊的有三元、沙河、石牌、新洲、瀝滘、芳村6個區。
1950年6月，將城西幾個區的農村部分合併為西村區，城郊共設7個區。同年7月，市政府成立郊區辦事處，作為市政府派出機構，統管城郊7個區的日常行政事務。
1951年8月，經中央內務部同意，將城郊7個區合併為白雲、西村、新洲、芳村4個區。這是廣州市行政建制中首次出現白雲區的名稱。此時的白雲區轄13個鄉、2個鎮。
1953年3月，中央人民政府政務院決定將黃埔港及原屬番禺的長洲上下莊等45個自然村正式劃歸廣州市，成立黃埔區。與此同時，撤銷西村區建制。
1954年6月，撤銷芳村區建制。1954年10月成立中共廣州市郊區委員會，領導市郊白雲、黃埔、新洲3個區的黨委工作。市郊3個區的農業生產則由市政府農林處領導。
1955年1月，廣州市人民政府改稱廣州市人民委員會（簡稱市人委），並將原市政府農林處改稱郊區辦事處，屬市人委派出機關，對市郊3個區的政府行政工作及農業生產進行督導。
1956年4月25日，市人委決定將白雲、黃埔、新洲3個城郊行政區合併，正式成立廣州市郊區（簡稱郊區），同時撤銷市人委郊區辦事處，成立廣州市郊區人民委員會。
1957年12月28日，廣東省人委同意將番禺縣珠江以北地區劃入廣州市郊區。同時劃入郊區的還有增城縣鎮龍鄉境內的28個自然村。1958年8月，郊區將全區24個鄉、1個鎮、158個農業社合併為蘿崗、東圃、沙河、新洲、鶴洞、三元里、石井、江村、太和、人和、竹料、鍾落潭等12個人民公社。
1958年11月，廣東省委決定將佛山地委劃歸廣州市委領導，同時將郊區的人和、太和、竹料、鍾落潭等4個公社併入花縣，一度改稱廣北縣，併成立轄10縣1市（廣北、番順、中山、三南、從化、惠陽、增龍、博羅、東莞、寶安等10個縣及佛山市）的廣州地委。郊區餘下的三元里等8個公社劃為近郊，成立中共廣州市近郊黨委、廣州市近郊人民委員會，並改為縣一級機構。
1959年3月，省撤銷廣州地委建制，市委撤銷近郊黨委和近郊人委，重新恢復原郊區建制。人和、太和、竹料、鍾落潭4個公社又從花縣劃歸郊區。
1959年4月，南海縣鹽步、平洲、裡水等3個公社部分地區（現芳村的海北、海中、海南、秀水、龍溪及石井的橫沙等鄉村）也劃入廣州市郊區。
1960年5月，為了適應當時城市人民公社化運動的發展，廣州市調整市區建制，撤銷郊區，原郊區分設為江村、黃埔、芳村、良田4個相當於區一級的人民公社。同年7月，4個區級人民公社改為3個區（良田公社併入江村區）。經過調整之後，全市有4箇中心行政區：東山、海珠、荔灣、越秀；3個市郊行政區：江村、黃埔、芳村。 1962年5月11日，市決定將芳村、江村、黃埔3個區合併，再次重新成立廣州市郊區，並組成郊區區委、郊區人委。
“文化大革命”期間，各級黨政機關陷於癱瘓。1967年3月，廣州市郊區實行軍事管制，成立廣州市郊區軍事管制委員會。1968年3月，成立廣州市郊區革命委員會，下設辦事組、政工組、生產組、保衛組以取代原區委、區人委的職能機構。
1973年5月，又一次成立黃埔區，原郊區黃埔公社的長洲等7個大隊及蘿崗公社的南崗等7個大隊劃入黃埔區。至此，廣州市郊區轄15個公社（三元里、石龍、蘿崗、人和、太和、石井、竹料、九佛、鍾落潭、江村、東圃、沙河、鶴洞、新滘、珠江漁業聯社），土地面積1295平方公里，人口114.22萬人。
1980年6月，廣州市郊區革命委員會改為廣州市郊區人民政府。1984年2月，廣州市郊區各人民公社改為區，設區公所；各生產大隊改鄉，設鄉政府。郊區共設14個區公所、243個鄉政府，另外有1個漁業聯社。1985年5月，廣州市為了擴大城區，經國務院批准，劃出原郊區部分地域分別成立天河區和芳村區。
1986年12月，經廣東省人民政府批覆，同意廣州市郊區撤銷區公所，改建制為12個鎮；新設置三元里街，連同原有的礦泉街、槎頭街，共3個行政街，另有一個漁業聯社。
1987年1月，經國務院批准，廣州市郊區更名為廣州市白雲區，列入城區建制。中共廣州市郊區委員會改稱中共廣州市白雲區委員會，廣州市郊區人民政府改稱廣州市白雲區人民政府。
2000年白雲區總人口中，市區人口133.91萬人，佔區人口總數的76.57%；鎮區人口35.59萬人，佔區人口總數的20.35%；鄉村人口5.39萬人，佔區人口總數的3.08%。隨著城市建成區的不斷擴大和中心鎮建設的推進，白雲區的農村城市化進程明顯加快，鄉村人口所佔比例日益減少。[1]
2010年，全區常住人口為2222658人，同第五次全國人口普查2000年11月1日零時的1519584人相比，十年共增加703074人，增長46.27%。年平均增長率為3.88%。全區戶籍人口77萬多人，流動人口約80萬。
2017年末，全區戶籍人口98．92萬人，其中，男性人口49．25萬人，女性人口49．67萬人。
舊白雲機場
70多年前，舊白雲機場在白雲山山腳拔地而起，此後的很長一段時間裡，老候機樓是老廣搭飛機去外地的必經驛站。2004年，新白雲國際機場啟用，老機場完成了歷史使命光榮“退休”，老候機樓、舊跑道也隨之停用荒廢。日前，荒廢了6年之久的老候機樓有“新動作”，一座規模與“天河城”相當的大型購物廣場——“5號停機坪”購物廣場馬上要進駐老候機樓的“老殼”中，將建成中國第一個由機場候機樓改造的，也是世界上首個航空文化主題購物中心。
新白雲機場
廣州白雲國際機場始建於20世紀30年代，是國內三大航空樞紐機場之一，在中國民用機場佈局中具有舉足輕重的地位。1994年白雲機場在中國500家最大服務業企業及行業評價中被列為中國最大服務業企業航空港第二位。 1995年，白雲機場被列為國有企業500強之一。1998年，白雲機場被中國民航總局評為"文明機場"。
2004年8月5日，總投資198億元廣州新白雲國際機場正式投入運營。這是我國首個按照中樞機場理念設計和建設的航空港。機場佔地面積為15平方公里，第一期工程飛行區兩條平行跑道按4E級標準，航站區按滿足2010年旅客吞吐量2500萬人次要求設計。其中，新機場一期航站樓面積為32萬平方米，是國內各機場航站樓之最，樓內所有設施設備均達到當今國際先進水平。白雲機場與33家航空公司建立了業務往來，已開通航線110多條，通達國內外100多個城市，保障機型近30種。是中國南方航空集團公司、深圳航空公司和海南航空公司的基地機場。
三元里
三元里抗英烈士紀念碑，公園佔地面積7920平方米，佈局莊嚴肅穆。公園中心高處聳立著高約10米的英雄紀念碑，上面鎊刻著兩行醒目的大字：“一八四一年廣州人民在三元里反對英帝國主義侵略鬥爭犧牲的烈土們永垂不朽！”1985年，紀念碑被定為市級文物保護[5]。
白雲山
白雲山，是新“羊城八景”之首、國家重點風景名勝區、全國文明風景旅遊區和國家AAAAA級景區。它位於廣州市的東北部，為南粵名山之一，自古就有“羊城第一秀”之稱。山體相當寬闊，由30多座山峰組成，為廣東最高峰九連山的支脈。面積20.98平方公里，主峰摩星嶺高382米，峰巒重疊，溪澗縱橫，登高可俯覽全市，遙望珠江。每當雨後天晴或暮春時節，山間白雲繚繞，蔚為奇觀，白雲山之名由此得來[6]。
白雲湖
白雲區(3)
白雲湖是廣州最大的人工湖，超過市內荔灣湖、流花湖、東山湖、麓湖面積的總和，是廣州市北部水系建設珠江西航道引水首期工程，位於白雲區黃金圍、環滘村的北側，西臨廣清高速公路，東至機場高速公路及106國道，向北1.5公里為流溪河，京廣鐵路及石井大道從白雲湖中間穿過。包括廣和泵站、引水渠及白雲湖三部分。白雲湖分東湖和西湖兩部分，總面積2.07平方公里，水面面積1.06平方公里，白雲湖湖區規劃總面積2964.15畝，其中水域面積為1597.17畝，島嶼面積112.39畝，綠地面積為1254.59畝，湖岸長度8183米。根總體規劃設計方案，白雲湖不僅有水質檢測中心、水閘管理用房等水利工程的功能性，同時也有著六脈清源廣場、林蔭廣場、如蔭草坪和休閒中心等供市民遊樂的地方，在白雲湖的東南還配套有籃球場、網球場等體育休閒場所。同時，在“綠道”中無論是跑步還是騎車都別有一番景緻。全長40公里的自行車賽道和全程10公里的跑道，此外，周邊將設置籃球場、網球場等球類運動場所，在適當區域擺放休閒運動設施。東西兩湖中的小島還為垂釣愛好者設置了垂釣區域。白雲湖工程全部完成要到2014年-2015年，屆時，白雲湖建設成為集水安全、水生態、水文化、水景觀於一體的綜合性水利工程，打造成獨具嶺南特色的廣州“西湖”風景區。
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