형제산구역의 동쪽은 평양직할시 룡성구역과 서성구역, 남쪽은 평양직할시 만경대구역과 보통강구역, 서쪽은 평안남도 대동군, 북쪽은 평양직할시 순안구역과 접해 있다. 면적은 80.8㎢이고, 인구는 16만 32명(2008년)이다.
형제산구역(兄弟山區域)은 1960년에 서성구역, 만경대구역, 룡성구역 각 일부와 평안남도 순안군 대양리(大陽里) 일부를 병합하여 구역이 신설되면서 형성된 지명이다. 이는 구역의 남서쪽에 위치한 평양부 남형제산면(南兄弟山面)에서 유래하였는데, 남형제산(南兄弟山, 127m)은 구역의 형산리(兄山里)와 제산리(弟山里)의 경계에 있는 산으로 형산(兄山)과 제산(弟山) 두 개의 봉우리에서 비롯된 지명이다.
구역의 중앙은 넓은 평야를 이루며, 동부는 석전산(石戰山, 143m)·월봉산(月峰山, 70m)·중봉(中峯, 126m) 등이, 서부는 형제산(兄弟山, 143m)·대봉(大峯, 109m)·광대산(118m)·상등산(上登山) 등이 구릉을 형성하며 남북으로 뻗어 있다. 하천은 보통강이 구역의 중심부를 북쪽에서 남쪽으로 관통하면서 많은 지류들을 끌어들이는데, 중앙에 위치한 봉수산(烽燧山, 166m) 북동쪽 산록에서 발원한 천남천(川南川), 형산리에서 유입되는 고천강(古泉江)·시정천(柴井川), 동남쪽 서포동·중당동·하당동을 흐르는 서포천(西浦川) 등이 있다. 또 중당동 진사봉(進士峯)에 있는 서평양습곡(西平壤褶曲)이 천연기념물 제23호로 지정되어 있다.
조선시대에는 평양부(平壤府) 인흥부(仁興部)의 서천방(西川坊)과 지안부(智安部)의 남형제산방(南兄弟山坊)·재경리방(在京里坊)에 속하였다. 1896년에 평양부 서천면(西川面)·남형제산면(南兄弟山面)·재경리면(在京里面)이 되었다가 1914년에 그대로 평안남도 대동군 서천면, 남형제산면, 재경리면으로 분리되었다. 서천면 지역은 1930년대에 내리(內里)·상흥리(上興里)·인흥리(仁興里)가 평양부에 이관되고 나머지 지역은 남형제산면·임원면·부산면에 분리 편입되었다. 1952년에 남형제산면 지역은 대동군에서, 재경리면 지역은 순안군에서 각각 리로 분할되었다.
1959년에 서구역이 서성구역으로 개칭되면서 순안군의 신간리(新間里)와 학산리(鶴山里)를 포괄하였다. 1960년에 서성구역의 신간리·천남리(川南里)·학산리·서포동(西浦洞) 및 하당동(下堂洞) 일부, 만경대구역의 고천리(古泉里)·당촌리(棠村里) 및 봉수동(鳳岫洞) 일부, 룡성구역의 신미리(新美里), 평안남도 순안군 대양리(大陽里) 일부를 병합하여 형제산구역을 신설하면서 서포동·하당동·신간리·신미리·제산리·천남리·학산리·형산리 등 8개 동리로 개편되었다. 이후 여러 번의 행정구역 조정을 통해 일부 동이 분리·신설되었다.
2002년 기준으로 행정구역은 15동(상당동, 서룡동, 서산동, 서포1·2·3동, 석전동, 신간1·2·3동, 신미동, 중당동, 하당1·2동, 학산동) 3리(제산리, 천남리, 형산리)로 이루어져 있다.
구역에는 산업시설로 평양영화필림복사공장·하당닭공장·형제산수출편직공장 등이 있다. 문화시설로는 가금공학연구소·조선예술영화촬영소·형제산구역청년회관 등이 위치하며, 교육시설로는 평양철도대학이 있다. 특히 다양한 약수터가 분포하여 학산약수(鶴山藥水)·하당약수(下堂藥水)·건국약수(建國藥水) 등이 질병예방에 이용되고 있다.
교통은 평양∼순안간 고속도로, 서포∼룡성간·서포∼청호동간 2급도로가 관내를 통과한다. 대중교통은 서포∼서평양역간 무궤도전차와 서포∼서평양간을 운행하는 시내버스가 있다. 철도는 평의선이 통과하고 있는데, 간리역과 서포역이 개설되어 평양∼순안간 통근열차가 다니고 있다.