阳泉市矿区位于山西省阳泉市西南部，地理坐标介于北纬37°51′至37°55′、东经113°29′至113°33′之间，是阳泉市的五个建制县（区）之一。全区管辖面积为87.27平方公里，下辖6个街道办事处、44个社区和12个托管行政村。截至2020年末，矿区总人口为230691人。

矿区地理位置优越，距离山西省会太原与河北省会石家庄均为100公里，距离首都北京和天津均为390公里。石太铁路与307国道横贯东西，京昆高速与青银高速等国家干线高速公路穿境而过。这一区位优势使矿区成为连接京津冀、河南与河北的重要枢纽，也是沿海经济带与中西部经济区联系的必由之路，处于承东接西、双向支撑的关键位置。

矿区地处太行山中段西麓，地貌呈现规律性展布。由于地理纬度、季风环流和地貌等多种因素影响，形成了复杂的局地气候。地质、地貌、气候和人为因素共同导致水文环境的多样性，境内地貌较为复杂。北区和南区分别位于阳泉盆地和平定盆地中，四周山脉环绕，中有河流穿越。市区建设在桃河和南川河宽浅的河谷中，煤矿生产设施则分布在周围山谷之间。

矿区矿藏资源丰富，主要包括无烟煤及与煤伴生的煤层气、硫铁矿、铁矿、铝土、石膏和砂岩。此外，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。矿区地处沁水煤田东北部，煤田面积达1218平方公里，涉及山西省境内的昔阳、和顺、左权与寿阳等县，煤炭地质储量达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个生产煤矿坐落于此。

在建制沿革方面，1958年10月，矿区人民公社组建成立，直属阳泉市管辖。1963年2月，恢复站上区建置，矿区公社属站上区管辖。1969年1月，站上区更名为城区，矿区人民公社改属城区管辖。1970年1月，在矿区公社基础上建立矿区革命委员会。1980年1月，矿区和矿务局分设，成立矿区筹备领导组；同年5月，建立中共阳泉市矿区委员会，正式确立阳泉市矿区行政区域。