Theo Viện Quy hoạch xây dựng Hà Nội, phân khu đô thị Xuân Mai (khu 1) có quy mô diện tích nghiên cứu gần 890 ha, dân số đến năm 2030 khoảng 74.300 người, số dân đô thị hơn 58.000 người.
Khu vực này được hình thành trên cơ sở thị trấn Xuân Mai hiện hữu gồm các khu chức năng đô thị như đất ở, đất công trình công cộng, trường học, cây xanh, đất trung tâm nghiên cứu đào tạo (trường đại học cao đẳng hiện có), đất an ninh quốc phòng,...
Phân khu đô thị Xuân Mai (khu 2) thuộc địa giới hành chính thị trấn Xuân Mai và các xã Tân Tiến, Thủy Xuân Tiên, huyện Chương Mỹ có diện tích nghiên cứu khoảng 820ha, dân số đến 2030 khoảng 34.600 người.
Phân khu được hình thành trên cơ sở cảnh quan sông Bùi và các kênh, rạch thoát nước, ao hồ tự nhiên cùng các làng xóm hiện hữu được bổ sung các công trình công cộng, trường học, cây xanh.
Phân khu đô thị Xuân Mai thuộc địa giới các xã Thủy Xuân Tiên, Tân Tiến, Nam Phương Tiến và Hoàng Văn Thụ (khu 3) có diện tích nghiên cứu hơn 1.740 ha, quy mô dân số năm 2030 khoảng 148.900 người.
Phân khu được hình thành trên cơ sở phát triển khu đô thị đại học - công nghiệp - dịch vụ tạo thành trung tâm đô thị mới của đô thị vệ tinh Xuân Mai. Cụm trường đào tạo ở phía Đông Bắc và Tây Nam; cụm công nghiệp và các khu nhà ở mới hiện đại, đồng bộ, hỗ trợ hạ tầng xã hội cho khu vực làng xóm hiện có, khu cảnh quan kênh, rạch, ao hồ tự nhiên kết nối với công viên đô thị ở núi Thoong.
Theo định hướng tại Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô đến năm 2030 và tầm nhìn 2050, Hà Nội có 5 đô thị vệ tinh gồm Hòa Lạc, Sơn Tây, Xuân Mai, Phú Xuyên và Sóc Sơn.
Trong đó, 4 đô thị vệ tinh Phú Xuyên, Xuân Mai, Sóc Sơn, Sơn Tây được TP Hà Nội phê duyệt quy hoạch chung từ năm 2015 với tổng diện tích khoảng 20.388 ha. Riêng đô thị Hòa Lạc có diện tích hơn 17.000 ha, được Thủ tướng phê duyệt quy hoạch chung tháng 5/2020.
