地形较为复杂，境内有山地、丘陵、高原、盆地、台地等多种地貌类型。

山区、丘陵占总面积的三分之二以上，大部分在海拔1000米至2000米之间。最高点为五台山的北台叶斗峰，海拔3058米，最低点在垣曲县境内西阳河入黄河处，海拔仅180米。山西表里山河，东界太行山，西有吕梁山，北亘北岳恒山、五台山，南耸中条山，中立太岳山。主要河流有汾河、海河两大水系。境内有大小河流1000多条，其中流域面积大于100平方公里、河长在150公里以上的有240条，大于4000平方公里、河长在150公里以上的有汾河、沁河、涑水河、三川河、昕水河、桑干河、滹沱河、漳河等。汾河最长，全长659公里。被称为中华民族文化摇篮的黄河，北自偏关县老牛湾入境，飞流直下，一泻千里，抵芮城县风陵渡而东折，南至垣曲县碾盘沟出境，途经19县560个村庄，流程965公里。山西地形多样，高差悬殊，因而既有纬度地带性气候，又有明显的垂直变化。山西地处中纬度，距海不远，但因山脉阻隔，夏季风影响不大，属温带大陆性季风气候。年平均气温3°～14°C，昼夜温差大，南北温差也大。西部黄河谷地、太原盆地和晋东南的大部分地区，平均温度在8°～10°C之间。临汾、运城盆地年均温度达12°～14°C。冬季气温全省均在0°C以下，夏季全省普遍高温，7月份气温介于21°——26°C之间。山西无霜期南长北短，平川长山地短。大同盆地为110～140天，五台山仅85天，忻州盆地以北和东部山区135～155天，临汾、运城盆地则长达200～220天。全省年降水量在400－650毫米，但季节分布不均匀，夏季6月～8月降水高度集中且多暴雨，降水量约占全年的60%以上。全省降水受地形影响很大，山区较多，盆地较少。山西有三个多雨区，一是晋东南太行山区和中条山区，

二是五台山区，

三是吕梁山区。矿产资源山西省矿产资源极为丰富，已发现的地下矿种达120多种，其中探明储量的有53种。煤、铝矾土、珍珠岩、镓、沸石的储量居全国之首，其中尤以煤炭闻名全国。目前山西已探明煤炭储量达2612亿吨，占全国总储量的1/3，故而有“煤乡”之称。植物资源已知的种子植物有134科，约1700种，其中木本植物有480多种。山西植物资源分布，从南到北可划分为：南部和东南部是以落叶阔叶林和次生落叶灌丛为主的夏绿阔叶林或针叶阔叶混交林分布区，也是植被类型最多、种类最丰富的地区；中部是以针叶林及中生的落叶灌丛为主、夏绿阔叶林为次分布区，是森林分布面积较大的地区；北部和西北部是温带灌草丛和半干旱草原分布区，森林植被较少，优势植物是长芒草、旱生蒿类和柠条、沙棘等。山西森林资源稀少，是全国森林资源最少的省份之一。山西野生植物资源丰富，目前已知的有1000多种。野生药物有90多种，广泛分布在丘陵山地，比较著名的有党参、黄芪、甘草、连翘等。野生纤维植物主要有蒙椴、鬼见愁、蝎子草、芨芨草、马蔺、葛条、荆条、龙须草等。动物资源山西野生动物以陆栖类为主，已知的有400多种，属于国家保护的珍稀动物有70多种。其中一级保护动物有14种：白鹳、黑鹳、金雕、玉带海雕、白尾海雕、虎头海雕、胡兀鹫、褐马鸡、丹顶鹤、大鸨、金钱豹、虎、梅花鹿。二级保护动物有56种，包括鸟类40种，两栖爬行类2种，兽类14种。此外，还有毛皮动物20多种，名贵的有水獭、石貂、貉、豹猫、黄鼬、獾、狐等；肉用动物可供食用的有野兔、野猪、环颈雉、石鸡、斑翅山鹑、岩鸽等；药用动物有70多种。水资源水资源总量152.4亿立方米。山西省陆地地表水十分贫乏，而且分布不均。集水面积大于4000平方公里，河流长度在150公里以上的有汾河、沁河、涑水河、三川河、昕水河、桑干河、滹沱河及漳河等8条。根据计算，全省河川径流量为114亿立方米，与全国各省比较，占倒数第二位，仅比宁夏多一些。山西河流全属外流水系。分属于黄河、海河两大水系。大体上向西、向南流的属黄河水系，向东流的属海河水系。其中黄河流域面积为97503平方公里，占全省土地总面积的62.2%，海河流域面积为59320平方公里，占全省土地总面积的37.8%。河流大都发源于东西山地。山西省地下水资源为12146亿立方米，但可采水资源只占45%，且多分布于盆地边缘及省境四周。旅游资源山西也是中国旅游资源大省，北有大同云岗石窟，中有佛教圣地五台山，南有黄河惟一的瀑布—壶口瀑布，中国最大的武庙—解州关帝庙，中国四大回音建筑之一的永济普救寺莺莺塔等都在山西。据统计山西目前保存下来的各类文物（不可移动者）计31401处。其中：古遗址2639处、古墓葬1666处、古代建筑及历史纪念建筑18118处、石窟寺300处、古脊椎动物化石地点360处、石刻及其它6852处、革命遗址及革命纪念建筑1466处，以及依附于古建筑及历史纪念建筑中的彩塑12345尊、寺观壁画26751平方米。所以“依托文物，开发旅游”在山西前景广阔，旅游事业必将成为山西重要的支柱产业。能源山西电力充足，是全国拥有装机百万千瓦以上电厂最多的省份。目前山西全省发电总装机容量为847.5万千瓦，年发电量417.8亿千瓦时。近15年来，全省新建500千伏超高压输电线路6条，变电容量100万千伏安；229千伏输电线路69条，变电容量603.6万千伏安。山西在华北电网中居于举足轻重的地位。据统计，山西全省近2000个乡镇全部通电，农户高峰用电保证率达95%以上，均高于全国平均水平。山西省是全国向省外输电量最多的省份，如今北京的1/4电力来自山西。铁路山西铁路以南北同蒲线和石太线为主干，形成石太、京原、京包、太焦、邯长、候月、大秦和南北同蒲9条大铁路干线13条主要支线和400多条专用线的铁路运输网络，分别与国家的铁路大动脉京包线、京广线、陇海线相衔接，可通达全国各大城市和秦皇岛、天津、石臼所等海岸码头。

2004年底，全省铁路营业里程达到2513公里。公路已经建成通车的太原至旧关高速公路与北京—石家庄高速公路相接，汇入京津唐、京深高速公路网络。

1998年建成通车的原—太高速公路（太原至原平）是建设贯穿全省南北的大同至运城高速公路的阶段工程。目前，山西的公路交通已形成以国道省道为骨架，以县乡道路为网络，沟通各邻省与省内城乡，衔接铁路重要工矿企业重要经济作物区的公路网络和以国有运输为主体，集体和个体运输业竞相发展，并已初步建立起布局合理的交通工业体系和运输管理体制。年底，公路通车里程65813公里，比上年增加2691公里，增长4.3％；高速公路达到1347公里，增长11.2％。航空到2003年底，省城太原对外航线38条，可直通全国40个城市。