阳泉矿区于1971年4月建区，与阳泉矿务局（今阳煤集团）实行政企合一的领导体制，1980年5月从政企合一的建制中分离出来，成立了矿区区委和矿区人民政府。矿区位于阳泉市区西部，2017年5月行政托管周边郊区18个行政村，总面积由19.15平方公里增加至87.27平方公里（其中，建成区9.88平方公里，平定贵石沟地区9.27平方公里，行政托管区域68.12平方公里）。

矿区地处太行中段西麓，地貌呈规律性展布。由于地理纬度、季风环流和地貌等多种因素影响，形成复杂的局地气候。地质、地貌、气候和人为因素导致水文环境的多样性。境内地貌复杂。北、南两区分处于阳泉盆地和平定盆地中，四周山脉环绕，中有河流穿越，市区即建设在桃河和南川河宽浅的河谷中，煤矿的生产设施分布在周围山谷间。

矿区矿藏有无烟煤及与煤伴生的煤层气和硫铁矿、铁矿、铝土、石膏、沙岩。此外，在煤层中还含有锗、镓、铀等稀有元素。其中，无烟煤、煤层气和硫铁矿最具开采价值。无烟煤。阳泉市矿区地处沁水煤田东北部，煤田面积1218平方公里（内含山西省境内的昔阳、和顺、左权与寿阳等县），煤炭地质储量118.2亿吨。全国著名的无烟煤生产企业阳煤集团及其所属6个生产煤矿坐落境内。