阳曲县地处忻定、晋中盆地之间，山多川少，沟壑纵横，东、西、北三面环山，南部偏低，有海拔千米以上的山峰110座，最高山峰柳林尖山，海拔2101.9米，中部平川海拔800～900米。境内有杨兴、泥屯等8条河流。总面积2070.67平方公里，其中山区占54.37%，丘陵占34.96%，平川占10.67%。境内属温暖带大陆性季风气候，四季分明，年平均气温平川8℃—9℃，山区5℃—7℃，年平均降雨量为441.2毫米，无霜期为164天左右。
境北系舟山系横亘东西、云中山系纵贯南北，历为并北屏障，号称太原之北大门，为兵家必争之地。属太原市的郊区县，南距省城太原17公里，北接忻州市、定襄县，东连盂县、寿阳县，西与静乐县和古交市接壤，南靠草坪区、万柏林区、杏花岭区。总面积2060平方公里，占太原市总面积的三分之一。辖有黄寨、大盂、泥屯、东黄水4镇，侯村、高村、凌井店、杨兴、西凌井、北小店6乡。
阳曲县地理坐标为东经112.12′～113.09′，北纬37.56.′～38.09.′112 。南北长54公里，东西宽82公里。东西两端为石山区和土石山区，中部为盆地，土石山区占总面积的54%，半坡丘陵占35%，平川盆地占11%，海拔位于800米－2000米之间，全境东、西北三面较高，南面低平，西山地区小云系，东山地区系舟山系。
阳曲县政区古今变化甚大，据考，春秋时，在今大盂镇一带始建有盂县。战国至隋唐五代千余年中，境内政权时置时省，屡易治地，今大盂镇、黄寨镇、东黄水镇、凌井店乡、北小店乡先后建立过盂、狼孟、汾阳、阳直、抚城、乌河、燕然、洛阴、阳曲等县政权。北宋太平兴国七年(982)，阳曲县治所移至太原城西郭外，为郭下县，史称“晋阳首邑”。此后，境内县级建置基本稳定。元、明、清三代，阳曲县均为省(路)、府治所在地，为当时山西政治、经济和文化活动中心。民国前期，阳曲县为山西省会，一等县。抗日战争、解放战争时期，阳曲县境内曾一度建立东阳曲、西阳曲、盂(县)阳(曲)等民主县政权。1948年秋，东、西阳曲县民主政府合并，成立阳曲县人民政府。太原市政府成立后，随太原市政区变化，阳曲县境域逐步缩减，至1958年后确定为现域。
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