เขตทวีวัฒนา เป็นหนึ่งในห้าสิบเขตของกรุงเทพมหานคร ปัจจุบันพื้นที่ส่วนใหญ่ของเขตเป็นพื้นที่เกษตรกรรม มีลำคลองหลายสายที่สามารถนำน้ำไปใช้ในการทำสวนผลไม้ อย่างไรก็ตาม พื้นที่เกษตรเหล่านั้นกำลังถูกแทนที่ทีละน้อยด้วยโครงการหมู่บ้านจัดสรรซึ่งเรียงรายอยู่ตามถนนสายหลักในพื้นที่

ตั้งอยู่บนพื้นที่ฝั่งขวาแม่น้ำเจ้าพระยาของกรุงเทพมหานครหรือฝั่งธนบุรี มีอาณาเขตติดต่อเรียงตามเข็มนาฬิกาดังนี้

ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอบางกรวย (จังหวัดนนทบุรี) มีคลองมหาสวัสดิ์เป็นเส้นแบ่งเขต

ทิศตะวันออก ติดต่อกับเขตตลิ่งชัน มีถนนกาญจนาภิเษกฝั่งตะวันออกเป็นเส้นแบ่งเขต

ทิศใต้ ติดต่อกับเขตบางแคและเขตหนองแขม มีคลองบางเชือกหนัง คลองทวีวัฒนา และคลองบางไผ่เป็นเส้นแบ่งเขต

ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอสามพรานและอำเภอพุทธมณฑล (จังหวัดนครปฐม) มีแนวแบ่งเขตการปกครองกรุงเทพมหานครกับจังหวัดนครปฐมและคลองทวีวัฒนาเป็นเส้น