太行山是中国东部的一条重要地理界线。东部的华北平原是落叶阔叶林地带，西侧的黄土高原是森林草原地带和干草原地带，两侧的植被、土壤垂直带特征也存在明显差异。
太行山脉多东西向横谷，自古就是交通要道，商旅通衢。古时有著名的“太行八陉”。
太行山北高南低，大部分海拔在1200米以上。2000米以上的高峰有河北的小五台山、灵山、东灵山、白石山，山西的太白魏山、南索山、阳曲山等。北端最高峰为小五台山，海拔高2882米；南端高峰为陵川的佛子山、板山，海拔分别为1745米、1791米。
太行山山势东陡西缓，山西高原东部河流多切过太行山进入河北平原，汇入海河水系。只有西南部的沁河水系向南汇入黄河。
太行山脉西翼连接山西高原，东翼由中山、低山、丘陵过渡到平原。山中多雄关，著名的有位于河北的紫荆关，山西的娘子关、虹梯关、壶关、天井关等。
太行山是黄土高原和华北平原的天然分界线。北宋时代杰出的科学家沈括看到太行山的山崖之间“怯怯御螺贝壳及石子如鸟卵者，横亘石壁如带”，经过研究指出：“此乃昔日之海滨，今东距海已近千里。”现代地质研究证实了他的论断。太行山崖间的螺蚌壳，显系古生代地层中的腕足动物或软体动物化石。从气候上看，太行山属暖温带半湿润大陆性季风气候，全年冬无严寒，夏无酷暑，雨热同季，虽四季分明，但冬长夏短。
太行山年平均气温在10℃左右，气候条件与承德相近。1月份最冷，平均气温为-5℃，平均最低气温在-10℃左右；7月份最热，平均气温为23℃，平均最高气温在28℃上下，偶尔会出现高温天，但概率可以说是相当低。
在这里四季分明，但明显的冬长夏短，冬季长达半年，夏季两个月不到。年日照时数将近2500小时，平均每个月的日照时数在200小时左右。太行山年降水量在534毫米左右，7月降水最多，为132.3毫米，12月最少，为4.4毫米。从多年的气象资料统计的结果来看，平均每年7月，雨日大概在一周左右，可见这个时候雨下得还是比较大的。
7月是太行山气温最高、降雨最多的一个月，同时也是雷暴天气最多的一个月，所以选择7月去大峡谷时机并不算好，相对来说5-6月以及8-9月应该是最佳旅游时间，这段时间气温比较适宜，山上的风景应该很漂亮，不过5月和8月的雨水稍多些，但通常不会下得很大，雨后的空气一定会更清新，而且雨后易出雾，景色还会更美。而4月，10月温度稍低了些，最低气温只有5、6℃的样子，有点冷，选择这个时间段来旅游，一定要带足衣服，注意保暖，穿棉衣都不为过。
山西高原的河流经太行山流入华北平原，流曲深澈，峡谷毗连，多瀑布湍流。河谷及山前地带多泉水，以娘子关泉为最大。河谷两崖有多层溶洞，著名的有陵川的黄围洞、晋城的黄龙油、黎城的黄崖洞和北京房山的云水洞等。在太行山深山区河北省赞皇县，有世界最大的天然回音。太行山的自然植被被垂直温差面异，如小五台山南坡，1000米以下为灌丛；1000米以上偶有云极或落叶松。北坡1600米以下是夏绿林，1600～2500米是高亚草原。
有许多重要煤矿、陶瓷、水泥和石灰生产工业。太行山南段和北段为石灰岩组成，中段有部分片麻岩。
太行山区具有较好的风力资源，地下煤炭、煤层气、地热资源丰富。
太行山煤炭资源丰富，从北到南，煤炭资源丰富，还有铁、铜、钼、金、钨等，当地形成了许多煤炭、陶瓷、水泥和石灰生产工业。
有木本花卉、药材等珍稀植物300多种，特别是自然生长的亚热带树种南方红豆杉在大峡谷的出现，使大峡谷更显得神秘。
太行山形势险峻，历来被视为兵要之地。从春秋战国直到明、清，两千多年间烽火不息。公元前650年，齐伐晋，入孟门、登太行。齐桓公曾悬车束马窬太行。公元前263年，秦国攻伐韩国，在太行山“决羊肠之险”，一举夺韩荥阳。公元前204年，刘邦被困于荥阳、成皋之间，他采纳郦食其的建议，北扼飞狐之口，南守白马（今河南滑县东北）之津，终于转危为安。
东汉元初元年（公元114年），汉安帝为防外敌侵犯洛阳，下诏在太行南端36处要冲屯兵。曹操围临漳，袁尚轻易率军东出太行，结果大败于曹军。晋太元十九年（公元394年），后燕慕容垂进伐西燕，屯军于临漳西南。西燕慕容永令全部人马前去堵塞太行山口，慕容垂引兵自滏口进入，灭了西燕。隋末，李世民与窦建德相争，李世民进据虎牢，使窦不能越过太行，李乘机占领上党，尽收河东之地。元至元十八年（公元1281年），刘福通率起义军越过太行，火烧上党。元将察罕粘木儿塞井陉、杜太行，遏止起义军向北发展。
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