Do dnia dzisiejszego nie ma jednoznacznie zdefiniowanych granic tej aglomeracji. Jedni widzą je w odległości od 20 do 30 km od centrum Warszawy, a inni nawet do 40-50 km. Z teoretycznego punktu widzenia aglomeracją powinien być zespół powiązanych ze sobą więzami przestrzennymi i funkcjonalnymi miast. Taka definicja pozwala wyznaczyć 2 zasięgi aglomeracji warszawskiej jako zespołu miejskiego:
Aglomeracja warszawska – silnie zurbanizowany obszar, w skład którego wchodzi Warszawa oraz liczne miasta i wsie województwa mazowieckiego. Jest to typowy przykład aglomeracji monocentrycznej z dominującą rolą ośrodka centralnego (Warszawa). Bardzo często pojęcie to jest błędnie utożsamiane wyłącznie z Warszawą w jej granicach administracyjnych.
Od 2005 r. coraz częściej pojawiają się głosy, aby Warszawa wraz ze swoją aglomeracją została wydzielona z woj. mazowieckiego jako nowy organizm. Entuzjaści tego pomysłu wyliczają jego zalety m.in. integracja aglomeracji, wspólne rozwiązywanie problemów, zwiększenie dotacji z Unii Europejskiej dla woj. mazowieckiego (bogata aglomeracja warszawska zawyża wszelkie dane statystyczne dla biednego województwa mazowieckiego), a sceptycy mówią o wzroście biurokracji i nakładów finansowych. W 2006 roku pojawiły się pomysły włączenia obszarów wokół Warszawy (obszaru metropolitalnego) do miasta stołecznego, dzięki czemu miasto Warszawa miałaby powierzchnię podobną do największych miast europejskich np. Londynu, Rzymu (około 1500 km²) i ludność wynoszącą około 2,5 miliona osób. Dzięki temu posunięciu Warszawa mogłaby zostać miastem na prawach województwa (osobnym województwem, miastem wydzielonym), tak jak to ma miejsce w niektórych krajach Unii Europejskiej (np. Berlinie, który jest miastem na prawach landu, Wielkim Londynie będącym jednym z 9 regionów Anglii lub Paryżu, centrum regionu Île-de-France).
Badanie zasięgu aglomeracji warszawskiej Paweł Swianiewicz we współpracy z Urszulą Klimską przeprowadzili w kompleksie z innymi większymi aglomeracjami Polski. Autorzy stosowali wspólne kryteria dla wszystkich badanych aglomeracji. Mianowicie:
W 2001 w gminie Halinów z terenów wiejskich wyodrębniono miasto Halinów, w związku z tym w 2001 roku odnotowano spadek odsetku ludności wiejskiej aglomeracji. Przyrost ludności aglomeracji składa się z przyrostu populacji Warszawy (miał wartości ujemne do 2002, w latach 2003-2007 był notowany przyrost) i przyrostu populacji terenów podmiejskich (ok. połowy którego przypada na tereny wiejskie). Tereny wiejskie mały (w 2008 roku) najwyższy, w porównaniu z miastami, wskaźnik przyrostu 15,2‰ (26,2‰ w 2007 roku, 20,9‰ w 2006 roku), natomiast ludność miast przedmieść Warszawy wzrosła o 9,8‰ (10,0‰ w 2007 roku, 9,9‰ w 2006 roku), a Warszawy – o 1,8‰ (2,6‰ w 2007 roku, 2,7‰ w 2006 roku).
Wszystkie dane pochodzą z Banku danych regionalnych GUS na datę 31.12.2006.
W czasie dyskusji przed reformą administracyjną z 1999 r. planowano powstanie Warszawskiego Zespołu Miejskiego (obejmował on zarówno aglomerację, jak i tereny podmiejskie) w skład którego miały wchodzić: Warszawa oraz powiaty: warszawski zachodni, legionowski, wołomiński, miński, otwocki, piaseczyński, pruszkowski, nowodworski oraz grodziski. WZM miał posiadać własną radę z reprezentantami poszczególnych jednostek i mieć administracyjny status powiatu. Ustawę przyjęto w Sejmie w 2001 roku, lecz ostatecznie prezydent Aleksander Kwaśniewski nie podpisał ustawy powołującej WZM, a Sejm nie odrzucił jego weta.
Tak wyznaczony Obszar zajmuje powierzchnię 6207,88 km² i zamieszkany jest przez 3002000 osób (stan na 2009 r.). W skład obszaru wchodzą 72 gminy, obejmuje on 36 miast.
W porównaniu z obszarem aglomeracji warszawskiej według "Planu zagospodarowania przestrzennego województwa mazowieckiego" z 2004 z terytorium aglomeracji wykluczone zostały miasta Żyrardów i Nowy Dwór Mazowiecki (w sumie 42,58 km² z 68 545 os. populacji), natomiast do aglomeracji dodane zostały 12 gmin wiejskich oraz 3 gminy miejsko-wiejskie (w sumie 1535,14 km² z 138 270 os. populacji, w tym 22 290 os. ludności miejskiej). Obszar aglomeracji został zmniejszony o gęsto zaludnione tereny miast a powiększony o słabo zaludnione (90 os./km²) przeważnie wiejskie (84% ludności wiejskiej) terytoria. W wyniku tych zmian podstawowe statystyki obszaru aglomeracji warszawskiej według Swianiewicza 2005 są następujące (w nawiasach podane wartości obszaru aglomeracji warszawskiej według "Planu zagospodarowania przestrzennego województwa mazowieckiego" z 2004):
Wszystkie dane pochodzą z Banku danych regionalnych GUS na datę 31.12.2006.
Należy również pamiętać, że jedność przestrzenną i funkcjonalną z powyższymi miastami tworzą silnie zurbanizowane wsie i osiedla takie jak Raszyn, Michałowice których mieszkańcy prowadzą typowo miejski styl życia. Wzorując się na anglosaskim systemie administracyjnym jednostki te można nazwać dzielnicami podmiejskimi Warszawy.
Aglomeracja warszawska nie posiada osobowości prawnej (nie ma jednostki administracyjnej obejmującej Aglomerację). W latach 1975-1998 istniało województwo warszawskie, które obejmowało obszar OMW i kilkadziesiąt okolicznych gmin. W latach 1975-1989 prezydent m.st. Warszawy pełnił jednocześnie urząd wojewody warszawskiego.
1 – Zespół funkcjonalno-przestrzenny (Obszar Metropolitalny Warszawy): Warszawa oraz: Legionowo, Marki, Ząbki, Zielonka, Kobyłka, Wołomin, Sulejówek, Józefów, Otwock, Karczew, Konstancin-Jeziorna, Piaseczno, Piastów, Pruszków, Ożarów Mazowiecki, Łomianki
Oficjalnie granice aglomeracji warszawskiej zostały ustalone tylko w "Planie zagospodarowania przestrzennego województwa mazowieckiego"(Uchwała Sejmiku Województwa Mazowieckiego z dniu 7 czerwca 2004). Według tego planu w skład aglomeracji oprócz Warszawy wchodzi 15 gmin miejskich, 11 gmin miejsko-wiejskich i 13 gmin wiejskich województwa mazowieckiego, położonych na terenie 10 powiatów ziemskich: nowodworskiego, legionowskiego, warszawskiego zachodniego, wołomińskiego, żyrardowskiego, grodziskiego, mińskiego, otwockiego, piaseczyńskiego i pruszkowskiego. Z tego tylko powiat pruszkowski wchodzi w skład aglomeracji w całości, reszta powiatów częściowo.
W tak zdefiniowany obszar aglomeracji warszawskiej wchodzą:
Istniały również projekty poselskie powołujące Warszawski Okręg Stołeczny, który miał być powiatem skupiającym Warszawę i okoliczne gminy. Projekt ten nie został jednak przyjęty przez Sejm.
2 – Zespół funkcjonalny: Miasta z punktu 1 oraz: Nowy Dwór Mazowiecki, Radzymin, Góra Kalwaria, Milanówek, Brwinów, Podkowa Leśna, Grodzisk Mazowiecki, Błonie, Halinów, Jabłonna
Aglomeracja Warszawa (w rozumieniu Prawa wodnego) o odmiennym znaczeniu (zobacz: aglomeracja) została wyznaczona w 2005 r. i obejmuje gminy: Warszawa, Izabelin, Jabłonna, Konstancin-Jeziorna, Legionowo, Marki, Stare Babice, Ząbki oraz Zielonka.
Na przestrzeni lat pojęcia takie jak "aglomeracja" czy "zespół miejski" zmieniały swoje znaczenia. W ostatnich latach częściej używanym jest określenie "obszar metropolitalny". W odniesieniu do Warszawy i jej otoczenia wszystkie trzy pojęcia, w różnych opracowaniach, stosuje się wymiennie.
Obszar Metropolitarny Warszawy obejmuje Warszawę oraz powiaty:
Wiele urzędów i instytucji (a szczególnie administracja centralna [4]) przedstawiając różne dane dla obszaru aglomeracji warszawskiej definiuje ją zgodnie z podziałem statystycznym kraju na podregiony (NUTS 3) – tak określona aglomeracja obejmuje podregion PL127 Warszawa (powiat Warszawa) oraz podregion PL126 warszawski (powiaty: grodziski, grójecki, legionowski, miński, nowodworski, otwocki, piaseczyński, pruszkowski, sochaczewski, warszawski zachodni, wołomiński, żyrardowski).
Obszar Metropolitalny Warszawy wyznaczony został przez Mazowieckie Biuro Planowania Regionalnego i zatwierdzony przez Wojewódzką Komisję Urbanistyczno-Architektoniczną oraz Komisję Strategii Rozwoju Regionalnego i Zagospodarowania Przestrzennego Sejmiku Województwa Mazowieckiego oraz w styczniu 2006 r. przez Zarząd Województwa Mazowieckiego.
Statystyczne dane obszaru aglomeracji warszawskiej według NUTS (w nawiasach podane wartości obszaru aglomeracji warszawskiej według "Planu zagospodarowania przestrzennego województwa mazowieckiego" z 2004):
Autorzy podkreślają, że stosowanie ostatniego wskaźnika było paliatywą z braku statystyk dojazdów do centrum aglomeracji.
Do strefy podmiejskiej obszarów aglomeracji zaliczono gminy spełniające równocześnie co najmniej dwa z wymienionych powyżej trzech kryteriów. Dodatkowym wymaganiem było, by obszar aglomeracji był zwartą całością, a zatem nie zaliczono doń gmin spełniających powyższe kryteria, jeśli były "odcięte" od miasta centralnego przez inne gminy nie spełniające tych kryteriów.
Faktycznie obszar aglomeracji warszawskiej według NUTS przedstawia obszar aglomeracji warszawskiej według "Planu zagospodarowania przestrzennego województwa mazowieckiego" z 2004 z dodaną strefą okalającą od zewnątrz. Zewnętrzne otoczenie ma powierzchnię 5391,15 km² z 468 906 os. populacji, z której tylko 116 355 os. to ludność miejska (24,8% ogółu). Gęstość zaludnienia jest relatywnie niska (87,0 os./km²), wskaźnik przyrostu ludności też niski (w 2006 r. 3,0‰, w tym ludność miejska 1,6‰, wiejska 3,4‰).