由于大同位处我国中部偏东，交通运输相对发达，不仅在煤炭能源基地建设中具有重要的战略地位，而且在对苏蒙边境贸易上，有着巨大潜能。
环境变迁
大约在二三百万年前，大同一带是一片浩瀚的湖水，考古工作者把这个湖叫“大同湖”，它是个封闭的内陆湖。那时候这里气候温暖、雨量充沛，参天乔木遍布湖畔。野马、披毛犀、大角鹿在这里追逐奔驰；多刺鱼、鲤鱼在湖中自由嬉戏。据考古工作者考证：随着地壳的升降运动和干湿交替，大同湖发生过无数次变化，最后于数万年前悄然消逝了。
北魏时期，郦道元在《水经注》中曾详细记载了魏都大同城的环境状况诸。在《云中郡志》中还记载着大同景物“滴翠流霞，川原欲媚。坡草茂盛，群羊点缀。……挹其芳澜，郁葱可冷。”这些都说明过去的大同地区曾是草木丰盛、风景秀丽的好地方。
大同山水
大同地区周围群山环列，有采凉山、马铺山、金山、半稔山、六棱山、禅房山、七峰山、西岩寺山、武周山、雷公山、野狐岭、孤山、方山等，北连阴山、南接恒岳，海拔都在一千至两千米之间。若以画家“春山淡冶而如笑”的笔法，恐怕难以很好地再现这重峦叠嶂的嵯峨雄伟。另外，在群山之中，有镇川、云冈、口泉三条峪沟婉蜒贯穿其间，成为连接市境的三条主要通道。
大同河流大大小小多达二十几条，象蒲扇般伸展于全境，并全部汇于桑干河。主要河流有：御河、十里河、口泉河、甘河，及较小的淤泥河、西溪涧、玉母河、四河、镇川河、卷子河、开山口河等，由于它们均为季节性河流，所以冬夏水流悬殊，平时水不及膝，有时甚至干涸。这些涓涓细流的河水，流路也短，绝无“波涛万里堆琉璃”之景致，不过，倒也以其玲珑别具特色。除河流外，大同还有城东的文瀛湖，湖面开阔（约六千亩）、波澄一镜，不仅是大同市的主要产鱼区，而且是美丽的湖滨游览胜地。此外，还有几个山水相映、景色旖旎的好地方，如新荣区赵家窑水库、城南的水泉湾（古称柳泉湾）等。
宋代诗人翁卷曾留下这样的诗句：“闲来上山看野水，忽于水底见青山。”（《野望》）但愿人们都能忙里偷闲，走出城郭，与迎寒关暑的大同山水交个朋友，以体味自然之趣。
大同气候
大同处温带大陆性季风气候区，受季风影响，四季鲜明，令人喜爱。
春季里气温回升很快，平均气温6.5~9.1℃，总是乍暖还寒。多大风，降雨较少，平均降水量仅为56.1mm，占年降水量的14.6%。三北防护林工程初具规模以后，大同春季的“黄雾”（风沙）天气已在为减少，一旦尘土飞扬，姑娘、小孩出门，常用薄且透明的纱巾把头上下裹住，形成五颜六色的缤纷流动。南方的春天往往有如酥的小雨相伴而来；大同的春季却常飞雪相随，且下且化。
夏季气候温和，平均气温在19~21.8℃之间，雨水集中，平均降水量为246.9mm，占全年降水量的64.3%；人们常说“万紫千红总是春”，但大同万紫千红之时却在夏季。大同的夏天凉爽舒适，多温和的东南风，旅游者们多于夏季来此避暑胜地观光。
秋季来临后气温便逐渐下降，平均气温在5.8~8.4℃之间，平均降水量为72.96mm，占全年降水量的19%。这时碧空万里、天高气爽。微微的清寒，颇令人感到惬意。一般于九月下旬就出现霜冻（终霜期却是第二年的四月）。
冬季较春夏秋三季就显得漫长了，它长达四个多月，盛行西北风，日短天寒。平均气温在-12.8~-6.3℃之间，最冷月为1月份，平均气温是-11.3℃。冬季会下几场雪，使整个城市银装素裹，平均降水量为8.06mm，占全年降水量的2.1%。此季虽然户外寒冷，1967年1月15日极端最低温竟达-29.1℃，但本地人们工作、学习、娱乐场所及住宅皆有暖气或火炉取暖，室内十分温暖，反而比南方宜人。
平均标高渤海高程1056米的大同，其四季就是这样周而复始地变化着，不仅减少了单调、增加了情趣、给人们带来了换季的兴奋，而且是发酵工业的极为理想的环境，很少杂菌干扰。这里昼夜温差大，有许多高寒作物及药材，产量虽小，品质却十分优良；年日照时数较长（平均日照时数为2821.6小时），光能利用潜力十分可观。
地质地貌
大同市在大地构造上处于华北地台的山西台背斜与阴山隆起的交接部位。北为北口隆地，西南为大同──静乐凹陷，东南为桑干河新断陷。本区域在多期的地壳构造变动中形成了一系列的构造形迹，尤其以燕山运动和喜马拉雅山运动的影响最为明显，新构造运动相当发育、地震活动也较为频繁。
据历史记载，我国境内共发生过17次8级地震，山西就有两次，即1303年洪洞8级地震和1695年临汾8级地震。从公元前512年至1991年3月，山西发生5级以上地震69次，除两次8级地震外，有7~7.9级地震4次，6~6.9级地震10次，5~5.9级地震53次。6级以上地震都发生在省境中部的一系列断陷盆地之内。就断陷盆地而言，地震活动的差异也很大。临汾盆地曾发生两次8级大震、9次大于5级地震；忻定盆地多系强度大而频度低的地震；太原盆地的地震强度中等，但频度居全省之首；大同和运城盆地的地震强度和频度均为中等。宋乾兴元年三月（1022年4月），大同、应县一带发生6.5级地震；元大德九年四月乙酉（1305年5月3日），怀仁、大同一带发生6.5级地震；明万历十年二月（1582年3月）大同发生6.1级的震群型地震活动，大于5级的地震共有5次，此次地震发生在山西隆起地区的大同盆地内。
大同市出露地层较为齐全。自老至新有太古界枣集宁群，古生界枣寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系，中生界枣侏罗系、白垩系（以上主要分布在西北部山地丘陵区）新生界枣第三系、第四系（主要分布在东南平川区）。其中，在集宁群的地层中形成丰富的石墨矿资源；在寒武系地层中沉积形成大量的水泥石灰岩、熔剂石灰岩和白云岩；在石炭系、侏罗系的地层中蕴藏了极为丰富的煤炭资源。
在地貌构成上，大同的山地面积为278平方公里，占总面积的13.4%；丘陵面积为1177平方公里，占总面积的56.6%；平川面积为626平方公里，仅占总面积的30%。其中，山地、丘陵主要集中于西、北及东北部地区，而平川区位于东南部。这就构成了大同市西北高、东南低，地形由西北向东南倾斜的主要特征。
大同的山地属阴山山脉的一部分，在大同境内呈东北枣西南走向，斜贯全境；东南部的平川区地形主要是洪积扇、河流冲积和湖泊平原区域，属于大同盆地的一部分。最高峰是位于东北部的采凉山，海拔为2144.6米，最低点海拔为1000米，差达1144.6米。
大同火山
大同火山是我国东部著名的死火山群，它由两部分组成：一部分形成于第三纪，主要分布在左云、右玉等县；一部分形成于第四纪，主要分布在大同盆地北部，其中研究较多的便是这群火山，它共有30余座，形成年代一般认为在上新世末到晚更新世初。这群火山按其分布特征，又分为东、南、西、北四个区，四区中北区形成年代最早，东区和南区次之，西区最新。
东区火山：指瓜园与神泉寺之间桑干河谷地中的脑头疙瘩、肖家窑头、东坡山、神泉寺、鹅毛疙瘩和大辛庄等6座孤丘状火山。其中肖家窑头火山相对高度约百米，山体浑圆、保存比较完整；而神泉寺和鹅毛疙瘩火山现在看不见火山口。
南区火山：主要指桑干河以南一带的大峪口火山、西窑头火山和西窑头东北部三座未定名的火山。
西区火山：指瓜园、西坪以北分布的火山，是大同火山群发现最早、研究较深入的一部分。它包括黑山、双山、老虎山、狼窝山等15座火山，其特征概括地讲有三个：一是锥形，主要由火山碎屑组成；二是山体外形复杂多样；三是胎火山和寄生火山众多。其中黑山是大同火山群中规模最大的一座火山，双山位于大同火山群的中心，因此本区较引人注目。
北区火山：主要指大同市以北包括孤山及孤山西南的6座火山。其中孤山的规模在本区最大，由玄武岩组成，形似面包，虽然山体不高，但独自兀立御河谷地，巍巍壮观。
大同煤田
大同煤田地理位置为东经113゜7′左右，北纬约40゜4′，地跨大同、右玉、平鲁、左云、朔州等市县，大致为一长方形、走向东北至西南，长85公里、宽30公里，总面积为1827平方公里，煤炭总储量718亿吨。其中，大同市境内占有含煤面积632平方公里，累计探明储量376亿吨。
大同煤田有两个煤系：侏罗纪煤系与石炭二迭纪煤系。侏罗纪煤系，原形成于印支运动后期的坳陷盆地，以后由于燕山及喜马拉雅山运动的影响，被卷入新华夏系多字型构造中，为单一的弱粘结煤。侏罗纪煤系与石炭二迭纪煤系共有可采煤层18层，其中侏罗纪煤系有可采煤层15层、石炭二迭系有可采煤层3层，两者总厚度为26米，相当于一座七层大楼的高度。
大同煤田不仅储量大，而且煤质也好。正在开采的侏罗纪煤系，是最好的动力用煤，被称为“世界动力煤细粮”。它有五大特点：第一是火力强，一般的煤每公斤发热量只有5000-6000大卡，只能烧开9-10公斤水；大同侏罗纪煤每公斤发热量却达约8000大卡，能烧开11-12公斤水。第二是灰分低，一般的煤灰分都在10%-20%，即每百斤煤烧完后要留下10-20斤灰渣；大同侏罗纪的煤灰分只有5-8%，即每百斤烧完后只有5-8斤灰渣。第三是硫、磷等杂质少，大同侏罗纪煤含硫小于1%，含磷只有0.29%。第四是挥发分高，大同侏罗纪煤挥发分含量都在30%-34%间，用作燃料很容易点燃，宜于制煤气，并且是加工转化成煤化工产品的好原料。第五是硬度高。煤质坚硬开采起来费点事，但在运输上，特别是长途运输就很方便了。大同的优质煤很早就遐迩闻名，从前，北京、天津一带的煤商都用“口泉大块”作为招徕顾客的商标。现在大同煤更是国家建设不可缺少的工业食粮。
此外，大同煤田还具有优越的开采条件。首先是它的煤层离地表很近，开凿井筒一般只要凿下去60-100米就能见煤，最深的部分也不超过400米，因此，建井快、投资少。第二，煤层倾斜度小，一般的斜度都在5%左右，便于机械开采。第三，顶板坚硬，顶板岩石多是坚硬的胶质岩石，有的地方采空了几十年，顶板岩石还掉不下来。第四，瓦斯量少。第五，地下水少。一般矿井涌水量都在每分钟6-7吨左右，甚至更多，大同煤矿还不超过1吨，排水设备可节省。
旅游资源
大同的人文景观具有景点相对集中、风貌各异的特色。万劫之余，祖先给我们在武周山南麓留下的云冈石窟，东西绵延1公里，现存主要洞窟53个、石雕造像五万一千余尊，被誉为世界艺术宝库。它建于公元五世纪北魏时代，纯粹是沿武周山整体开凿的。原来称中国有三大石窟，云冈石窟便是其中之一，另外就是敦煌石窟和龙门石窟。云冈石窟是中国早期石雕艺术的代表。
九龙壁是一种制作精美、显示尊贵的照壁，坐落于宫殿、府第、坛庙、寺院等建筑主体的对面或前面。底为须弥座式，顶覆瓦盖，壁面饰浮雕状九条龙及波涛似的云纹。您知道中国最大的九龙壁是哪座吗？可能有人会认为是北海公园的九龙壁，其实大同九龙壁的体积要比北海九龙壁大三倍多，而且建筑年代早350多年。大同九龙壁长45.5米，高8米，厚2.02米，建于公元1300多年的洪武年间，是明朝开国皇帝朱元璋第十三子朱桂代王府门前的一座琉璃照壁。中国现存完好的九龙壁有三座，除大同、北海公园的两座外，还有北京故宫的一座。大同九龙壁，五彩斑谰、风格粗犷，是中国龙壁之最。
辽金时代的“巨刹”华严寺，其大雄宝殿总面积1559平方米，是我国现存辽金时期最大的佛殿之一，寺内有精美的辽塑、清末所绘的壁画、明代的五尊坐佛等；华严寺外形浑朴庄重，有浓郁的辽金风格。
始建于唐朝的善化寺，整个寺院高低错落，布局有序，左右对称，是现存寺院中布局最完整的之一，寺内还保存着大量辽金雕塑精品，与华严寺同为国家级文物保护单位。
此外，还有古墓葬、万里长城、屯兵堡、烽火台、平城遗址和革命纪念建筑物等众多的历史文化遗产。
在大同旅游辐射区内，另有众多的旅游胜地：
大同往南的应县城内西北部，有一天下之最，即建于辽清宁二年距今已有九百多年历史的释迦塔。塔高67.31米。台基高4米余，塔刹高14米。塔平面呈八角形，底层直径为30.27米。塔有五个明层，各层又夹有暗层，实为九层。底层为重檐并有回廊，故塔的外观为六层屋檐。塔身全是木构，各层均用内外两圈木柱支撑梁架，木柱之间，使用了许多斜撑、梁、坊和短柱，组成了不同方向的复梁式木架。这是该塔工程技术上的一大创造。全塔共用斗拱54种，集斗拱形制之大成，无一根铁钉，兵火而不毁，且历经千年未遭雷击。有关研究认为，应县木塔虽无现代避雷设施，但木塔塔基及塔身绝缘条件，塔身结构与现代电气设备中的绝缘结构在某些方面相近，所以具有较好的避雷性能。它反映了我国古代建筑工程的伟大成就，被誉为“峻极神功”、“天下奇观”是世界现存最高层木结构楼阁建筑，享有极高声誉。
由大同南行62公里，可登临雄伟壮丽的恒山。史书载述，四千多年前，舜帝北巡，见恒山奇峰耸立，山势巍峨，遂封为北岳，为北国万山之宗主。与泰山、华山、衡山、嵩山并称为五岳，齐名天下。它西衔雁门关，东跨河北省，南屏三晋，北临燕云，一百零八峰，延绵数百里，奔腾起伏，横亘塞上。其怪石幽洞素有十八胜景之称，有传说神石东飞后留下的遗迹飞石窟；有流传着姑嫂投崖成仙化鸟的舍身崖；有两井相距一米而水味一甘一苦的苦甜井；有暗生灵芝而又不轻易露形的紫芝峪；大字湾刻的“恒宗”二字高达十三米；会仙崖的摩崖题句琳琅满目；琴棋台畔，松风奏乐；出云洞顶，云雾飘渺；果老岭上仙驴蹄印传为美谈。另外，“金鸡报晓”、“玉羊游云”、“岳顶松风”、“夕阳返照’等天然奇观也名震遐迩。山上现存古代寺庙建筑三十多处，雄视南天的恒宗朝殿，负崖高耸；隐入幽处的北岳寝宫，嵌入石窟；上应北斗的魁星阁，独立险峰；下临深渊的三清殿，巧建绝壁。
恒山上还有被徐霞客称为“天下巨观”的悬空寺，为恒山十八景之冠。始建于北魏后期（约公元六世纪），距今已有1400多年的历史，为中国最著名的悬空专。古代诗人形象地赞叹道：“飞阁丹崖上·白云几度封”，“蜃楼疑海上，鸟道没云中”。全寺共有坐西朝东的楼阁40间，在陡崖上凿洞穴插悬梁为基，楼阁之间有栈道相通。登楼俯视，如临深渊；谷底仰望，悬崖若虹、千百年来，此寺临风沐雨，历经数次大地震，却安然如初，是建筑史上的奇迹。寺庙的建筑由寺院、南一楼、北楼三部分组成，南北二楼，上下对峙，既是碑亭，又是门楼，殿阁均为三层檐歇山顶式结构。殿阁的建造以山作基，上大下小，下砌砖壁，上建楼阁，凿石卡栋，就崖起屋，所有建筑的力点都在这些岩石的缝隙之中。在南北二楼的中央隔有断崖，飞架栈道相通，栈道之上又起双层檐楼，虽处绝地千尺峭壁但仍设有三面环廊围抱，使建筑更见壮观俊俏。它不仅以殿阁惊险驰名，而巨佛堂道殿双全，既有佛教的三佛殿、释迦殿、地藏殿、观音殿、伽蓝殿，又有道教的太乙殿、三官殿、纯阳宫和佛道共容的关帝殿，甚至于塑孔子、释迦牟尼、老子三像于一殿。众所周知，在我国历史上，佛道两教在发展过程中曾有矛盾和斗争，发生过“三武一宗”大规模“灭佛”的事件，其中的“一武”就是在大同称帝的北魏第三代皇帝大武帝。但因为两教都是多神教，如佛教中有佛、菩萨、罗汉、天王、明王等千佛万佛；道教中有天尊、大帝、天神、地祗、真人，山川雷火，明月星辰，无物不神、无处不神，皆非不能容忍异教介入的一神独尊，所以在历史长河中两教友好相处、僧道彼此往来是主流。故五台山的普化寺内建有道教玉皇阁；古道教圣地临汾姑射山洞中建有佛教观音阁；昆明西山龙门道教三清阁的慈云洞内塑有观音像；甘肃敦煌石窟中有太清观；大同观音堂内有三真殿塑儒、释、道三位真人像。可见佛道殿神相聚一庙、塑像壁画共祀一处者并不罕见。而且佛教还把皇帝和外国人引入罗汉的行列，如北京香山碧云寺、成都宝光寺、广州华林寺都把清代乾隆皇帝的御像塑为五百罗汉之一；康熙皇帝被塑为成都宝光寺五百罗汉中的第295尊夜多尊者；昆明练竹寺罗汉堂中有基督教的耶稣罗汉像；广州华林寺罗汉堂中有意大利旅行家马可·波罗的罗汉像。我国除恒山悬空寺外，还有两座悬空寺，一座位于河北井陉县东北苍岩山，即河北苍岩山悬空寺；另一座位于云南省昆明市西南郊15公里处的西山罗汉崖，即云南西山悬空寺。恒山悬空寺为首。
与恒山隔滹沱河谷地相望的还有五台山，它是佛教中代表智慧的文殊菩萨的应化道场，与普贤菩萨的道场峨嵋山、观音菩萨的道场普陀山、地藏菩萨的道场九华山并称为我国佛教四大名山。五台山的寺庙创建最早，规模最大、佛事最盛，还是我国唯一兼有汉地佛教和藏传佛教的圣地。五台山主要由高耸入云、气势磅礴的五座山峰组成，因其海拔在三千米上下，素有“华北屋脊”之称。五峰顶无林木、平坦宽阔形如垒台，故称“五台”。登东台望海峰，见云海苍茫、朝霞如波似镜；临西台挂月峰，赏明月皎洁、月到近峰俨若悬索；至中台翠岩峰，视轻雾缭绕、石翠岩碧；上南台锦绣峰，眺芳草缤纷、犹铺锦帛；北台叶斗峰最高，为华北第一高峰，仰视峰巅，宛如斗杓，六月飞雪，真正是“清凉胜境”。山上泉水丰富，到处泉声淙淙，溪水奔流。在南部李家庄附近还有一处奇泉，每到清明节前后，鱼随水一涌而出，别有风趣。五台山所筑的寺庙群，始建于印度人来中国传扬佛教的东汉水平年间（58--75年），此后魏、齐、隋、唐至清末，屡经修建。山中梵宇林立，钟磬声幽，各代建筑荟萃，一派佛门胜景，令寻古揽胜者目不暇接，乐而忘返。
位于大同城东北阳高县古城镇许家窑村南１.５公里处的许家窑人遗址，是全国重点文物保护单位。许家窑人遗址距今约１０万年，属旧石器时代中期。１９７６～１９７７年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所进行发掘，遗址内含人类化石和大量石制品、古角器以及丰富的哺乳动物化石。
人类化石有许家窑人顶骨、枕骨残片以及齿、颌骨等。其中一块完整的右侧头顶骨，是全国近年来发现的最大的古人类化石。许家窑人是"北京人"的后裔，大约在１０万年前迁徙西行，遇"大同湖"相隔，遂在此定居。
这一发现弥补了从"北京人"到"峙峪人"之间的空白。许家窑人文化以石制品和骨角器为代表，石制品类有１.４万余件，其中有刮削器、尖状器、雕刻器、石钻、砍斫器、石球等多种形式。仅石球就发现１０７９个，数量之多实属罕见。其他石器均形小精细，是北京人文化和峙峪人文化之间重要过渡环节。动物化石主要有普氏野马、披毛犀、普氏原羚、鹅喉羚、野猪、狼、虎等２０余种。
这些旅游胜地以典型的“北雄”特色与“南秀”相对应，表现了我国北方人民豪放、雄健的文化背景和杰出才干。