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太原市境内东、西、北三面群山合抱，中南部是汾河河谷平原，整个地势北高南低，呈簸箕形。
太原市最南端为清徐县韩武堡，最北端为阳曲县天翅垴，西端为娄烦县大村沟，东端为阳曲县贾庄。
太原地理坐标为北纬37°27′～38°25′，东经111°30′～113°09′。东西宽114.25千米，南北长107千米，周长约560千米。