北京理工大学西山实验区位于北京市海淀区东北旺乡冷泉东路，北京颐和园附近、西山后山、京密运河旁，距校本部15公里处。背靠美丽的西山风景区，风景秀丽，景色宜人。特别是到了深秋季节，五颜六色的各种植物与香山的红叶交相辉映。
西山实验区是在原北京理工大学西山分校的原址上改建而来。原西山分校建于1986年，专门培养大专学历和进修干部。随着学校规划，校本部西侧火工试验区的搬迁至此，西山分校将转变为北京理工大学国防相关专业的专业实验校区。西山实验区于2001年10月完成一期建设并投入使用。实验区占地总面积210.4亩(其中南院99.4亩、北院57亩、库区54亩)，现有建筑面积7300m2，二期建设近15000 m2，三期建设近17000m2，建设项目完工后建筑总面积将达到近4万平米。实验区包括机电学院、材料学院、车辆学院的专业教学和科研实验室。
北京理工大学西山实验区据有国内高水平的国防专业教学和科研实验室，已成为北京理工大学重要的教学科研实验基地。