大同市位于山西省最北端，地处黄土高原东北边缘。地理坐标为东经112°34′──114°33′,北纬39°03′──40°44′之间。北以外长城为界，与内蒙古自治区丰镇、凉城县毗邻，西、南与本省朔州市、 忻州地区相连，东与河北省阳原、涞源、蔚县相接。大同市历史悠久、地势险要，为三晋北方之门户、首都北京之屏障，系陕、蒙、冀捷径之必由之路，战略地位十分重要，素有古战场之称，曾为一代京华、两代陪都、四朝重镇。本市地处晋、冀、蒙交界处，是闻名全国的"煤都"。区位条件比较优越，交通通信较为便利，矿产资源颇为丰富，旅游资源声誉中外，工业基础比较雄厚。全市国土总面积14112.56平方公里，平均海拔700--1400米之间， 最高峰是阳高县六棱山主峰黄羊尖2420米，最低处为灵丘县冉庄河558米，市区海拔1000 米。境内地貌类型复杂多样，山地、丘陵、盆地、平川兼备。土石山区、丘陵区占总面积的79%。西北部山脉属阴山山脉和吕梁山脉，主要有双山、二朗山、云门山、采凉山等；东南部山脉属太行山脉，主要有恒山、太白山、六棱山等。全市一般海拔在1000～1500米之间，最高处为阳高县境内六棱山黄羊尖（海拔2420米），最低处为灵丘县境内花塔村冉河出口处（海拔558米）。桑干河自西南向东北横贯全市，形成了周围高、中间低、两山夹一川的槽型盆地。除桑干河外，境内主要河流还有属海河水系的御河、南洋河、壶流河、唐河和属黄河水系的苍头河。全市总人口284.8万人，农业人口占60％左右。 本市有蒙、满、回、藏、苗、朝鲜等少数民族，汉族人口占99.6％。
大同市属大陆性季风气候，冬季漫长且寒冷干燥，夏季短暂且温热多雨，春秋凉爽，温差较大。年均气温5.5℃，极端最高气温37.7℃，极端最低气温－29.1℃；年平均降雨量在400毫米；无霜期100～156天。
大同市土地广阔，主要农作物有玉米、谷子、莜麦、春小麦、黍子、马铃薯、胡麻、黄花菜、黄芪、甜菜、向日葵和蔬菜、瓜果等。
大同市矿藏资源丰富，是我国著名的"煤乡"，煤炭储量大、质量好、热值高，已探明的煤炭总储量达376.9亿吨，是我国重要的优质动力煤生产基地。境内地下矿藏还有铁、铜、铝、锌、磷以及石灰石、云母、石墨、大理石、花岗石等。
大同市境内现存古建筑、古墓葬、古遗址2万余处，其中国家级和省级文物保护单位60余处。驰名中外的主要有北魏文成帝和平初年开凿的云冈石窟；现存的惟一的辽代木构建筑上、下华严寺；九龙壁；阳高"许家窑人"遗址；北岳恒山；悬空寺；浑源圆觉寺砖塔；天镇慈云寺；灵丘觉山寺等。此外，北魏冯太后永固陵、孝文帝虚宫万年堂、汉代白登之战遗址、观音堂、古长城等都是极为珍贵的文化遗产。
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