Головинский район входит в состав САО. На севере и востоке его ограничивает Северо-Восточная хорда и Ленинградская ветка МЖД, на юге — линия Малого кольца МЖД, на юго-западе Головинское шоссе, а на западе — Ленинградское. Здесь расположены две промзоны — «Автомоторная» и частично «Братцево», работает несколько десятков производств — в частности, опытный химико-технологический завод ВНИИХТ, тонкосуконная фабрика имени Петра Алексеева, завод нестандартного оборудования, Научно-исследовательский машиностроительный институт (НИМИ), завод «Моссельмаш» (Московский завод сельскохозяйственного машиностроения).
Но эти факторы в достаточной степени нейтрализуются низкой загруженностью трасс, крупными парковыми зонами и насыщенной гидрографией района. Прежде всего это усадьба Михалково с каскадом трех Головинских прудов — Большим, Малым и Верхним, а также прилегающий к ней парк Петра Алексеева. Кроме того, есть широкая зеленая зона вдоль реки Лихоборки. На западе район выходит к береговой линии Химкинского водохранилища. По соседству расположены Невский парк, Грачевка и парк Дружбы. Таким образом, сохраняется позитивная экологическая обстановка.