北北东走向，南北延长约400公里。吕梁山中段称关帝山，为一拱形隆起，山体宽大。西南端转为东北东向，称龙门山。吕梁山以西为黄土连续分布的典型黄土高原，水土流失严重。2,500公尺以上有发育良好的亚高山草原，为重要牧场。吕梁山南段森林多已破坏。关帝山的褐马鸡为特有种，已建立自然保护区。吕梁山脉的地质构造为吕梁背斜褶皱断块山地。
中国山西省西部山脉。北北东走向，南北延长约400公里。吕梁山中段称关帝山，为一拱形隆起，山体宽大。受放射状水系分割，相对高度超过1,000公尺，主峰海拔2,831公尺（9,288呎）。吕梁山北段分为东西平行的两列，东为云中山，西为芦芽山与管涔山，中夹静乐盆地。不少山峰超过2,700公尺，为桑乾河与汾河水系的分水岭。吕梁山南段降低到1,000-1,500公尺。西南端转为东北东向，称龙门山。黄河切穿龙门山形成峡谷和著名的壶口瀑布。吕梁山为一自然地理分界。吕梁山以西为黄土连续分布的典型黄土高原，水土流失严重。山地以东黄土断续分布。关帝山、芦芽山保存较多森林，海拔1,700-2,500公尺处有华北落叶松、青杄（白杄）。1,700公尺以下有油松、白皮松、栎类等。2,500公尺以上有发育良好的亚高山草原，为重要牧场。吕梁山南段森林多已破坏。关帝山的褐马鸡为特有种，已建立自然保护区。吕梁山两侧蕴藏丰富煤层。太原以西的西山、古交煤矿已大规模开采。
吕梁山是我国黄土高原上的一条重要山脉，它是黄河中游黄河干流与支流汾河的分水岭，位于山西西部，呈东北——西南走向，整个地形成穹隆状，中间一线突起，两侧逐渐降低。这条连绵不断的崇山峻岭，宛如一条脊梁，延绵400多公里，纵贯三晋西部，由北而南包括管涔山、芦芽山、云中山、关帝山、紫荆山、龙门山，其主峰在关帝山。1971年，吕梁山腹地13县建区，因吕梁山贯穿全境200多公里，故名为：吕梁地区，现已成为吕梁市。
吕梁山脉的地质构造为吕梁背斜褶皱断块山地。向北伸为两支，近东北方向为管涔山和芦芽山，其东面为云中山，东至雁门关与五台山相接。中段为关帝山，主峰位于太原西方，海拔2831米，又名南阳山。南段为火焰山、龙门山，端点为黄河东岸的禹门口。吕梁山脉西坡有厚层的黄土堆积，水土流失严重，是黄河中游重点产沙区之一。山脉东翼为断层构造，山势陡峻，俯瞰汾河地堑中的忻州、太原、临汾盆地。山脉中高峰海拔多在2500米以上，对区域气候有明显的作用。
吕梁山东侧的水热条件相对优越，发源有汾河的干流和部分支流，是汾河的主要水源区。历史时期山区森林茂盛，植被类型多样。山脉的地理纬度地带性特征明显，以芦芽山为代表的北段分布有寒温带针叶林，中段关帝山为温带针阔叶混交林，南段的五鹿山为暖温带阔叶林。其中芦芽山自然保护区是山西省动植物及生态系统完整的生物生态系统综合保护区，该区于1980年在五寨县境内建立，面积2.15万公顷。保护区内分布有灌丛草原、常绿针叶林、亚高山草甸等多种植被类型。优势树种为华北落叶松和云杉。保护区内还栖息着多种食草、食肉类动物，其中以褐色鸡最为珍贵。芦芽山海拔2739米，地形复杂，沟壑纵横，怪石嶙峋，形似芦芽，故名。它又是山西省的著名风景区。吕梁山南部、位于吉县的黄河壶口瀑布是著名的胜景。
