Về vị trí, ranh giới lập quy hoạch, Đô thị Xuân Mai nằm tại phía Tây Nam thành phố Hà Nội, tiếp giáp tỉnh Hòa Bình, bao gồm toàn bộ ranh giới hành chính của thị trấn Xuân Mai và 4 xã Thủy Xuân Tiên, Nam Phương Tiến, Tân Tiến và Hoàng Văn Thụ của huyện Chương Mỹ.

Xuân Mai sẽ là một trong những đô thị vệ tinh phía Tây Nam của đô thị trung tâm Hà Nội; Là đô thị dịch vụ - công nghiệp hỗ trợ phát triển tiểu thủ công nghiệp, hệ thống làng nghề của địa phương;

Ngoài ra, đây cũng chính là cửa ngõ giao thông phía Tây Hà Nội giao thương với các tỉnh phía Tây Bắc; Là đô thị đại học với trung tâm giáo dục đào tạo cấp vùng và là đô thị sinh thái dựa trên cảnh quan thiên nhiên hiện có.

Đến năm 2020, dự báo quy mô dân số khoảng 100.000 người, trong đó, dân số đô thị khoảng 42.420 người, dân số nông thôn khoảng 57.580 người, tỷ lệ đô thị hóa khoảng 42,4%. Diện tích đất tự nhiên khu vực lập quy hoạch  khoảng 6.537,66ha, trong đó, diện tích đất khu vực nội thị khoảng 3.585,76ha, diện tích đất khu vực ngoại thị khoảng 2.951,9ha.

Khu vực trọng tâm chính của đô thị là hai điểm trung tâm của hai cực phát triển đô thị Xuân Mai gồm thị trấn hiện hữu và khu vực giữa núi Thoong và sông Bùi. Tại khu vực đô thị cũ cải tạo tập trung tạo lập không gian trọng tâm tại điểm giao cắt giữa tuyến Quốc lộ 6 và trục trung tâm, đây là điểm trung chuyển, tập trung các đầu mối giao thông, đồng thời là điểm giao cắt của 2 tuyến đường sắt đô thị, tại đây phát triển các dịch vụ công cộng.