中國山西省西部山脈。北北東走向，南北延長約400公裡。呂梁山中段稱關帝山，為一拱形隆起，山體寬大。受放射狀水系分割，相對高度超過1,000公尺，主峰海拔2,831公尺（9,288呎）。呂梁山北段分為東西平行的兩列，東為雲中山，西為蘆芽山與管涔山，中夾靜樂盆地。不少山峰超過2,700公尺，為桑乾河與汾河水系的分水嶺。呂梁山南段降低到1,000-1,500公尺。西南端轉為東北東向，稱龍門山。黃河切穿龍門山形成峽谷和著名的壺口瀑布。呂梁山為一自然地理分界。呂梁山以西為黃土連續分布的典型黃土高原，水土流失嚴重。山地以東黃土斷續分布。關帝山、蘆芽山保存較多森林，海拔1,700-2,500公尺處有華北落葉松、青杄（白杄）。1,700公尺以下有油松、白皮松、栎類等。2,500公尺以上有發育良好的亞高山草原，為重要牧場。呂梁山南段森林多已破壞。關帝山的褐馬雞為特有種，已建立自然保護區。呂梁山兩側蘊藏豐富煤層。太原以西的西山、古交煤礦已大規模開采。

呂梁山是我國黃土高原上的一條重要山脈，它是黃河中遊黃河幹流與支流汾河的分水嶺，位于山西西部，呈東北——西南走向，整個地形成穹隆狀，中間一線突起，兩側逐漸降低。這條連綿不斷的崇山峻嶺，宛如一條脊梁，延綿400多公裡，縱貫三晉西部，由北而南包括管涔山、蘆芽山、雲中山、關帝山、紫荊山、龍門山，其主峰在關帝山。1971年，呂梁山腹地13縣建區，因呂梁山貫穿全境200多公裡，故名為：呂梁地區，現已成為呂梁市。　

呂梁山脈的地質構造為呂梁背斜褶皺斷塊山地。向北伸為兩支，近東北方向為管涔山和蘆芽山，其東面為雲中山，東至雁門關與五台山相接。中段為關帝山，主峰位于太原西方，海拔2831米，又名南陽山。南段為火焰山、龍門山，端點為黃河東岸的禹門口。呂梁山脈西坡有厚層的黃土堆積，水土流失嚴重，是黃河中遊重點産沙區之一。山脈東翼為斷層構造，山勢陡峻，俯瞰汾河地塹中的忻州、太原、臨汾盆地。山脈中高峰海拔多在2500米以上，對區域氣候有明顯的作用。

呂梁山東側的水熱條件相對優越，發源有汾河的幹流和部分支流，是汾河的主要水源區。曆史時期山區森林茂盛，植被類型多樣。山脈的地理緯度地帶性特征明顯，以蘆芽山為代表的北段分布有寒溫帶針葉林，中段關帝山為溫帶針闊葉混交林，南段的五鹿山為暖溫帶闊葉林。其中蘆芽山自然保護區是山西省動植物及生态系統完整的生物生态系統綜合保護區，該區于1980年在五寨縣境内建立，面積2.15萬公頃。保護區内分布有灌叢草原、常綠針葉林、亞高山草甸等多種植被類型。優勢樹種為華北落葉松和雲杉。保護區内還栖息着多種食草、食肉類動物，其中以褐色雞最為珍貴。蘆芽山海拔2739米，地形複雜，溝壑縱橫，怪石嶙峋，形似蘆芽，故名。它又是山西省的著名風景區。呂梁山南部、位于吉縣的黃河壺口瀑布是著名的勝景。