忻州市位于山西省北中部，黄土高原东端。地貌特点是：东部群山环抱；西部丘陵起伏，沟壑纵横。全市国土面积为25157.641平方千米，其中山区、丘陵区、盆地平川区的面积分别占全市总土地面积的53%、35.96%、10.54%。纵观全貌，东部、北部、南部多为石质山区，西部、西北部多为黄土丘陵沟壑区，中间有一小部分断陷盆地。 

　　境内地质构造较为复杂，地层除短缺古生界的奥陶系上统、志留系、泥盆系和石炭系下统以外，其他各时代的地层均有出露，可分为太古界、古生界、中生界和新生界。 

　　境内山丘居多，大小山脉数百座，是一个多山的地区。北有恒山山脉，山势峻拔，古称北岳，其主要山峰有禅房山、草垛山、馒头山，古老的长城蜿蜒其间，闻名于世的雁门关耸立在群山之中；西有吕梁山，山势雄伟，连绵不断，森林茂密，主要山峰有芦芽山、管涔山、云中山等；东有太行山和佛教圣地五台山；南有系舟山。 

　　过境和境内较大河流主要有黄河段、汾河、恢河、牧马河、云中河、滹沱河、岚漪河等。境内最大的盆地是忻定盆地，位于北纬38°20′～39°20′，东经112°30′～114°之间。四周为恒山、五台山、云中山系环绕，滹沱河及其支流纵贯其间，是一个依山麓残存的坡积台阶状黄土阶地与增积、洪积扇组成的盆地。海拔高度为600～1000米之间。此盆地包括定襄、忻府区、原平、代县部分乡镇和五台、繁峙的小部分平川乡镇，总面积2642平方千米，占全市国土地面积的10.54%。 

　　忻州市地处黄土高原东缘，境内的地形、气候、植被、土壤母质、水文以及人类生产活动等几大成土因素都比较复杂，因而形成的土壤类型丰富。全市土壤资源主要分为亚高山草甸土、山地草甸土、山地棕壤、褐土、栗褐土、黄绵土、粗骨土、风砂土、潮土、水稻土等10种。 

　　忻州全市大部分地区属温带大陆性季风气候，由于地形复杂，各地气候差异甚大，其中忻定盆地属暖温带季风气候。气候特点：四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，秋雨多于春雨，春温高于秋温，各地温差悬殊，降水高度集中。 

　　矿产资源丰富，有煤炭、铝矾土、铁、金、 银、铜、水晶、云母、磷、硅石、陶瓷粘土、钛、锰、钒、钼及伴生镓、铅锌、镍、白云岩、硅石等。