內湖的地質為第三紀木山層，以地質年代而論，屬於較新的地形，然而經歷長時間風吹雨打，無數次的堆積、侵蝕作用，碧山路有波浪痕跡、海濱證據、連續岩層、摺曲、斷(媒)層；並有公館山、忠勇山、赤上天山、白石湖山、福山、碧湖、大湖等，實富有山水之勝。
　　內湖區之「內湖」名稱，始見於清乾隆13年（西元17487年）古契文「立給佃批」中的「內湖庄」，因其境內多山丘，形成多處小盆地地貌，當地漳州籍人閩南語稱盆地為「湖」，故內湖是「內部盆地」之義。閩南語「內面即湖」或「內面彼湖」之稱謂；所指的盆地範圍係以北側自大金面山到碧湖國小的山陵，東緣從綠大地社區、成功公園到清白新村，南邊從白鷺山延伸到公館山之山丘北坡，西方是江南街處，在其中間形成一山坳型盆地。內湖區境內尚有「畚箕湖」、「北勢湖」、「白石湖」和「牛稠湖」等老地名，命名方式，亦是依地形和先民開墾事跡有關連性，而非指有水的湖泊名稱。
　　內湖區在清末屬淡水縣芝蘭一堡，民國九年隸臺北州七星郡內湖庄。光復後，民國三十四年十二月改屬臺北縣七星區內湖鄉，民國三十五年七月六日，南港自內湖鄉內劃出，自行成立南港鎮，內湖鄉行政區域由是變小。民國三十六年二月四日，裁撤七星區署為臺北縣內湖鄉，鄉公所設於內湖村。民國五十七年七月一日併入臺北市為「內湖區」。
　　民國五十七年七月一日，「台北縣內湖鄉」併入院轄臺北市，為「內湖區」；時至六十三年間，全區禁建。六十五年二月，市政府，發佈大湖里附近地區的都市細部計劃；六十七年二月，在新里族段內溝火炭坑小段和五分小段，辦理第一期市地重劃後，區內各處大興土木；頓時似「雨後春筍」般的「冒出」一棟棟的住宅公寓。民國六十三年十二月底，內湖全區人口數為51,369人；已26個寒暑飛速的開發，至八十九年底，人口總數已達253,584人，人口成長4.94倍。快速發展的主因，鷹拜區內「湖光山色、好山好水」優質的居家環境所賜！
　　本區封域自清領以降，直至日據時期，隸屬沿革，簡述於下：
清領時期
　康熙23年（西元1684年） 福建省臺灣府諸羅縣
　雍正元年（西元1723年） 福建省臺灣府淡水廳
　光緒元年（西元1875年） 福建省臺北府淡水縣芝蘭一堡
　光緒13年（西元1887年） 臺灣省臺北府淡水縣芝蘭一堡
　
日據時期
　明治29年4月（西元1896年） 臺灣總督府臺北縣直轄
　明治34年11月（西元1901年） 臺灣總督府臺北廳錫口支廳
　大正9年7月（西元1920年） 臺灣總督府臺北州七星郡
　大正9年10月起（西元1920年） 臺灣總督府臺北州七星郡內湖庄封域範圍，包含南港區
　
國民政府時期
　　民國35年1月16日（西元1946年），臺北縣政府正式成立。日據時期原有的「內湖庄」，於同年1月27日，調整成「臺灣省臺北縣七星區內湖鄉」，首位派任鄉長為林老英先生；鄉內初設11個村，分別為大湖村、五分村、內湖村、內溝村、石潭村、西湖村、港墘村、週美村、葫洲村、紫陽村、湖興村。同年7月6日，南港由內湖鄉畫出而單獨成立「南港鎮」。
　　民國36年1月（西元1947年），行政區域調整，廢除七星區，改併入「淡水區」。
　　民國37年（西元1948年），內湖鄉再增加洲子及碧山二村。
　　民國39年10月（西元1950年），臺灣全省各縣市重新調整行政區域，裁撤區署而成為縣署直轄，內湖鄉即隸屬臺灣省臺北縣。
民國57年7月1日（西元1968年），原有「臺北縣內湖鄉」改隸為院轄臺北市內湖區；區內計有13個里計有大湖里、五分里、內湖里、內溝里、石潭里、西湖里、港墘里、週美里、葫洲里、紫陽里、湖興里、洲子里、碧山里，175個鄰。
　　民國58年7月16日（西元1969年），本區首屆13位里長，宣誓就職。
　　民國61年4月（西元1972年），本區因人口膨脹，增加清白、紫星、紫雲、瑞陽4個里，計17里276鄰。
　　民國63年12月（西元1974年），再增加為行善、金龍、瑞光3個里，計20里348個鄰。
　　民國79年3月12日（西元1990年），區里行政區域調整，再增加西安、西康、東湖、金瑞、港都、港華、港富、湖元、湖濱及樂康10個里，計30里，854個鄰。
　　民國83年4月13日（西元1994年），裁撤洲子里。
　　民國91年9月1日（西元2002年），里行政區域再調整，再增加安泰、安湖、明湖、秀湖、金湖、康寧、麗山及蘆洲8個里，計有37里859鄰。
現因區內「湖光山色、好山好水」的優質居家環境，使內湖人口數不斷增加，現為864鄰。

科技園區紀要
　　民國81年11月11日，基隆河截彎取直工程正式動工，遂進行內湖第六期土地重劃工作，將港墘、北勢湖兩處老街市剷平後；從此，基隆河內湖段北岸的景觀，產生了極大的變化。經過3年的整地、溝渠管線及道路闢建工程就緒後，「內湖輕工業區」雛型已逐漸形成中。 更名於民國90年12月26日的「臺北內湖科技園區」，其前身，即是「內湖輕工業區」，係包括粉寮、港墘、洲仔及北勢湖舊地區；區域內，曾有港墘、北勢湖兩處老街市。其園區範圍是行忠路、舊宗路2段、堤頂大道2段、內湖路1段、港墘路及瑞光路之間，面積有149.72公頃。

捷運內湖線
　　捷運內湖線於90年1月9日台北市議會二讀通過，民國92年動工，其中大直段提前於91年5月開工，建設時程7.5年，98年全線完工通車，總長度為14點8公里、建設經費為667億元。捷運內湖線採中運量高架興建，由木柵線中山國中站往北經復興北路地下穿越松山機場、基隆河、由北安路458巷於大直自強隧道南端圓環旁之北安路東側出土後，以高架路線往東沿北安路、內湖路、文德路、成功路、康寧路後，進入南港經貿園區，共設12座車站及1座機廠。

內湖國際安全社區
　　內湖區於民國94年10月19日經世界衛生組織社區安全推廣協進中心（WHO CC）認證通過成為全球第94個國際安全社區，為區民建造安全永續的生活環境，並將於民國99年再度進行認證，長期性與永續性堅定推動更安全的環境。