大同市矿区地处东经112度53分─113度12分，北纬39度55分─40度零8分，位于大同西南，距市区12.5公里，辖区与大同市南郊区交叉，总面积约90平方公里，号称百里矿区。全区地势西高东低，大部分是高山和起伏较大的丘陵地区，境内主要山脉有七峰山、鸡爪山、大钟山、马武山等；主要河流有口泉河、十里河，均为季节性河流。该区厂矿企业主要分布在口泉─黑流水(口泉沟)，马军营─燕子山(云岗沟)两条狭长的山沟里。全国最大的煤炭企业大同矿务局机关所在地驻矿区新平旺。