山西省北部
大同位於中國華北地區，具體地理位置如下：
地理位置：山西省北部，黃土高原東北邊緣，晉冀蒙三省區交界處。
地理坐標：北緯39°54′~40°44′，東經112°06′~114°33′。
鄰接地區：
北側以外長城為界，與內蒙古自治區烏蘭察布市的興和縣、豐鎮市、涼城縣毗鄰。
西、南側與山西省朔州市的右玉縣、懷仁縣、應縣及忻州市的繁峙縣相連。
東側與河北省張家口市的懷安縣、陽原縣、蔚縣及保定市的淶源縣、阜平縣接壤。
大同不僅是山西省的省域副中心城市，而且歷史上一直是兵家必爭之地，有「北方鎖鑰」之稱。它位於華北地台的山西台背斜與陰山隆起的交接部位，地理環境獨特，具有重要的戰略位置。