Obszar Shanxi zajmuje silnie zerodowana wyżyna, poprzecinana pasmami górskimi. Najwyższy szczyt znajduje się w górachWutai Shan i osiąga 3058 m n.p.m. Na zachodzie biegną góryLüliang Shan z wysokościami do 2831 m n.p.m., na wschodzieTaihang Shan (do 2870 m n.p.m.), a w środkowej części rozległe kotliny śródgórskie. Klimat umiarkowany, ciepły, kontynentalny, suchy. Roczna suma opadów waha się od 250 do 500 mm. Główną rzeką jestHuang He z dopływemFen He. W części północno-zachodniej i zachodniej rosną stepy i lasostepy.
Shanxi to główny region wydobyciawęgla kamiennego w Chinach. Największe ośrodki wydobycia toDatong iYangquan. Ponadto wydobywa się rudy żelaza i inne metale, ropę naftową, złoto i azbest.
Rozwinięte jest hutnictwo żelaza (wTaiyuan), przemysł maszynowy (główne ośrodki:Taiyuan,Datong iYuci), koksochemiczny (Datong), farmaceutyczny, włókienniczy (Taiyuan), spożywczy i materiałów budowlanych.
Rolnictwo rozwinięte w kotlinach śródgórskich i dolinach rzek.Grunty orne zajmują 25% prowincji. Uprawia się pszenicę, kukurydzę, proso, ryż, bawełnę, soję, rzepak, warzywa, drzewa owocowe i winorośl. Hodowla słabo rozwinięta, odnosi się głównie do bydła, hodowanego na północnym zachodzie.