山西複雜多變的地質、地貌、水文、氣象條件，造就了許多雄偉壯觀、引人入勝的名山大川、溶洞怪石、清泉湖泊、激流瀑布、神奇天象、珍貴生物等自然景觀，其自然旅遊資源之豐富位列全國前列，山西除了海洋、沙漠以外，幾乎擁有所有的自然景觀，而鹽池、萬年冰洞、火山群卻是絕大部分省份所沒有的。

名山大川：山西多名山，是全國唯一一個擁有五嶽、五鎮和四大佛教名山的省份。最著名的有五嶽之一的北嶽恆山、四大佛教名山之首的五臺山、道教名山北武當山、綿山、國家級風景名勝區五老峰、全國十佳自然保護區之一的蘆芽山、五鎮之一的中鎮霍山、儲存有華北面積最大的原始森林的歷山、太行山脈中奇絕險峻的太行大峽谷、王莽嶺、黃崖洞，另有靈空山、石膏山、仙堂山、管涔山、龐泉溝等，山色不同，神態各異，分別以險峻、幽雅、秀美而出奇制勝。有的可遊覽觀賞，有的可避酷暑，有的可訪古尋幽，有的可供瞻仰。大川首數黃河，是山西、陝西兩省的天然分界線，流經山西19個縣，流程965公里，先後匯入18條較大的支流和上千條溪流，晉陝黃河峽谷兩岸秀峰林立，形態萬千，風陵渡一帶的黃河寬達數十里，為黃河最寬處。這些名山大川猶如一幅幅美不勝收的畫卷，形成多處風光寶地，成為山西取之不竭、用之不盡的旅遊資源。

洞石雄關：山西境內太行、呂梁、中條山中有多處石灰岩溶洞，如沁水白雲洞、壺關紫團洞、盂縣萬花洞、玉華洞、太原天龍山溶洞、忻州禹王洞等，大都儲存完好，洞體廣闊，鐘乳石琳琅滿目、千姿百態，有的已對外開放，供人遊覽。省內地貌奇特，各大名山處處可見奇峰怪石，如蘆芽山山峰形似蘆芽，直插雲霄；平走冠山頂似冠首；五臺山的中臺頂巨石堆積，名為“龍翻石”、北武當山巨大的“風動石”、靈石縣的“靈石”，殊為奇特。奇峰險壁間形成了娘子關、雁門關、偏關、寧武關、平型關等多處雄關險隘。

清泉湖泊：山西水資源缺乏，但天然湖泊遍佈全省各地，歷年來又建造了多處水庫、人工湖泊，好似顆顆明珠鑲嵌在三晉大地上。山西泉源數以萬計，分冷泉、溫泉和礦泉三種。較大的冷泉有：朔州神頭泉、五臺般若泉、太原難老泉、清徐平泉、洪洞霍泉、臨汾龍子祠泉等等；溫泉有渾源湯頭泉、忻州奇村泉、原平大營泉、定襄溫泉、盂縣溫泉、夏縣溫泉、新絳溫泉等。礦泉中以般若泉為代表。山西的天然湖泊有五臺山北臺頂天池、寧武天池、晉祠魚沼、清徐東湖、平泉東湖、西湖、運城伍姓湖、鹽池等；人工修建的水庫有垣曲小浪底水庫、萬家寨引黃工程、磨灘拴驢泉水庫、恆山水庫、汾河水庫、文峪河水庫、澮河水庫、漳河水庫、漳澤水庫等等，這些水資源已成為遊覽勝地。

激流瀑布：山西境內名氣較大的瀑布有壺口瀑布、娘子關瀑布、王官谷瀑布、蟒河瀑布。壺口瀑布以壯闊著稱，娘子關瀑布以秀美聞名。激流險灘在黃河中游多處可見，如壺口以下的龍槽激流、龍門“三激浪”，都使人感到雄偉壯觀。

天氣景象：山西氣候季節性強，複雜多變，既有千里冰封的北國風光，又有開展多種溫帶旅遊活動的條件，還可飽覽奇特大氣景觀。五臺山東臺頂、歷山舜王坪觀“東海日出”可與泰山媲美，黃河孟門山“孟門月夜”景色迷人，五臺山“寶光”堪稱一絕。

珍稀生物：山西已建成12個自然保護區。古樹名木、珍禽異獸深藏其中，褐馬雞、獼猴、娃娃魚都是罕見的珍奇動物。