山西地质博物馆位于太原市滨河西路，迎泽桥北，占地面积31000平方米，陈列面积11811平方米，2017年5月1日起正式对公众开放，是山西省唯一一家普及矿产资源和地球科学知识的专业科技类博物馆。博物馆收藏了具有山西本土特色的岩石、矿产、古生物化石珍品及世界各地矿物珍品瑰宝，共有藏品5.1万多件，藏品丰富、种类齐全、稀有性和独特性俱佳，其中发掘和收藏的山西山西鳄、王氏鳄等化石，在全世界也是独一无二的。该馆建成于1958年，原名为山西地质厅地质博物馆，经多次改名后于2014年4月更名为山西地质博物馆。

该馆的建筑外型采用“天圆地方”的中国传统建筑理念。建筑下方犹如自然巨石砌成的“百宝盒”，外披网格状“珠帘”，象征空间的“四面八方，地大物博”;上部展厅呈扁圆形，形似“玉璧”横空，象征时间的“周而复始，如环无端”。“天圆地方”在建筑理念上象征时间和空间，在建筑设计上更有“珠联璧合”的美好寓意。

山西自古就有“表里山河”的称谓，这个称谓最早见著《史记》，典出《左传》：“战而捷，必得诸侯。若其不捷，表里山河，必无害也。”意思是说，外有山内有河，攻守相宜。它的东部边界是雄峻的八百里太行山脉，成为黄土高原与华北平原的天然屏障，西边是自北而南劈开黄土高原的晋陕大峡谷，引导黄河从内蒙古草原奔流而下，一泻千里。“表里山河”形象地概括了山西山川特征，而这些山川正是地质科学的基础与研究对象。

博物馆的古生物藏品多数为山西博物馆工作人员在山西本土发现挖掘，如发掘于左云县的剑龙、云冈龙化石，发掘于天镇县的特暴龙上颌骨、齿骨化石，發掘于吉县的山西鳄化石、榆社的王氏鳄化石和发掘于兴县的大唇犀化石。其中的“镇馆之宝”山西山西鳄化石标本，是目前世界上保存最为完整的唯一一具稀世珍宝，对开展中国肯氏兽动物群研究具有重要的科学价值。而另一个重要陈列品，称重425克的“狗头金”被专家称为“华北第一金”，其形成与发现过程也充满传奇色彩。

穹幕影院为山西地质博物馆内标志性建筑，建筑主体是由为直径20米的球体，通过水泥钢筋结构柱体支撑，悬空于博物馆建设的核心部位，是目前国内首个悬空混凝土结构的球形影院。