Автоматически средствами движка - никак. Но можно немного в обход:
Если в бизнес-логике учитываются только районы, а города нужны только для структурирования - то можно сделать привязку к инфоблоку, где города будут разделами, а районы элементами.
Если нужны два раздельных свойства, но только в умном фильтре - ничего дополнительно делать не надо, при выборе города будут показаны только варианты районов, сочетающиеся с выбранным городом, а если город не выбран, то выбор района можно сделать скрытым или неактивным в шаблоне. Но заполнять в админке будет не удобно.
Если это нужно в других компонентах или в админке, можно сделать несколько справочников, ссылающихся друг на друга и самостоятельно реализовать на js логику заполнения:
1) связанные селекты городов и районов (полно плагинов для jquery)
2) кастомный тип данных по образцу типа "местоположение", который будет в интерфейсе отображаться в виде дерева, но в базе хранить только выбранный район.
Конкретно для города и районов лучше использовать родной модуль местоположений, доступный в "магазинных" редакциях. В нём уже есть детализация по районам для крупных городов и можно заполнить хоть с точностью до дома вручную.