Khu 1 nằm tại thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ với quy mô diện tích đất khoảng 862ha. Dự báo quy mô dân số đến năm 2030 khoảng 74.300 người (dân số đô thị 58.100 người, sinh viên lưu trú 16.200 sinh viên). Khu 1 được xác định là khu vực đô thị hiện hữu, bao gồm các chức năng chủ yếu: ở, thương mại, hành chính, y tế, giáo dục; có vai trò là trung tâm chính của một cực phát triển trong đô thị vệ tinh Xuân Mai.

Khu 2 nằm tại thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ với quy mô diện tích đất khoảng 833ha. Dự báo quy mô dân số đến năm 2030 của khu 2 khoảng 34.600 người (dân số đô thị 32.600 người, sinh viên lưu trú 2.000 sinh viên). Khu vực hạn chế phát triển xây dựng, bảo tồn cảnh quan thiên nhiên sinh thái kết nối với khu vực đô thị Xuân Mai hiện hữu (khu 1) và khu vực phát triển đô thị mới Xuân Mai (khu 3) với các chức năng chính như: bảo tồn cấu trúc làng xóm hiện hữu, cải tạo hệ thống mặt nước nhằm tăng khả năng thoát nước trong trường hợp có lũ rừng ngang qua; là khu du lịch sinh thái nghỉ dưỡng, cảnh quan thiên nhiên cây xanh gắn kết với mặt nước tự nhiên.

Khu 3 có diện tích lớn nhất với 1.755ha tại các xã Thủy Xuân Tiên, , Nam Phương Tiến, Tân Tiến và xã Hoàng Văn Thụ, huyện Chương Mỹ. Dự báo quy mô dân số đến năm 2030 khoảng 122.920 người (dân số đô thị 81.120 người, sinh viên lưu trú 67.800 sinh viên, gồm 41.800 sinh viên thuộc khu đào tạo giai đoạn trước mắt và 26.000 sinh viên thuộc khu đào tạo dự trữ).

Trước đó, khoảng giữa năm 2015, UBND Thành phố Hà Nội cũng đã phê duyệt quy hoạch chung 1/10.000 Đô thị vệ tinh Xuân Mai 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, huyện Chương Mỹ. Diện tích lập quy hoạch khoảng 6.537,66 ha với quy mô dân số đến năm 2020 khoảng 100.000 người.

Với 6.537,66 ha diện tích tự nhiên, Đô thị vệ tinh Xuân Mai có 3.585,76 ha đất khu vực nội thị. Trong đó: Đất dân dụng đô thị khoảng 2.191,72 ha, Đất khác trong phạm vi dân dụng khoảng 798,23 ha, Đất xây dựng ngoài phạm vi dân dụng khoảng 595,81 ha. Phần diện tích đất khu vực ngoại thị khoảng 2.951,9 ha.