山西省位于黄河中游东岸，华北平原西面的黄土高原上（位于中国中部偏北部）。
东以太行山为界，与河北为邻；西、南隔黄河与陕西、河南相望；北以外长城为界与内蒙古毗连。疆域轮廓呈东北斜向西南的平行四边形，南北间距较长，纵长约682千米。
最南端在芮城县南张村南，北纬34°34′；最北端在天镇县远头村北，北纬40°44′。东西间距较短，宽约385千米：最东端在广灵县南坑村东，东经114°33′；最西端在永济市长旺村西，东经110°14′。
全省纵长约682千米，东西宽约385千米，介于东经110°14′—114°33′，北纬34°34′—40°44′之间，总面积15.67万平方千米，占中国总面积的1.6%。