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山脉的地理纬度地带性特征明显，以 [[ 芦芽山 ]] 为代表的北段分布有 [[ 寒温带针叶林 ]] ，中段 [[ 关帝山 ]] 为 [[ 温带针阔叶混交林 ]] ，南段的 [[ 五鹿山 ]] 为 [[ 暖温带阔叶林 ]] 。其中芦芽山自然保护区是 [[ 山西省动植物及生态系统完整的生物生态系统综合保护区 ]] ，该区于1980年在五寨县境内建立，面积2.15万公顷。

吕梁山南段森林多已破坏。关帝山的 [[ 褐马鸡 ]] 为特有种，已建立自然保护区。吕梁山两侧蕴藏丰富煤层。太原以西的西山、 [[ 古交煤矿 ]] 已大规模开采。

保护区内分布有 [[ 灌丛草原 ]] 、 [[ 常绿针叶林 ]] 、 [[ 亚高山草甸 ]] 等多种植被类型。优势树种为华北落叶松和云杉。

吕梁山南部、位于吉县的 [[ 黄河壶口瀑布 ]] 是著名的胜景。

吕梁山区约200平方公里，群峰逶迤，地质结构复杂，是各种 [[ 乔木 ]] 、 [[ 梓木 ]] 、 [[ 灌木 ]] 和各种有性、无性、宿根<ref>[https://cidian.911cha.com/b2M1ZQ==.html 宿根]，汉语词典</ref>、木本草类、蕨类繁殖的最佳生存环境和土壤选择区，几乎囊括了华北地区所有的植物品种。

有数百年树龄的 [[ 软枣 ]] 、 [[ 棠棣 ]] 、 [[ 白楝 ]] 、 [[ 紫楝 ]] 、 [[ 榛树 ]] 、 [[ 朴树 ]] 、 [[ 枸油树 ]] 、 [[ 皂角 ]] 、枳子、楸、柿、 [[ 山杏 ]] 、山枣、柳、 [[ 香花槐 ]] 、牡荆及中草药南 [[ 沙参 ]] 、 [[ 丹参 ]] 、 [[ 玄参 ]] 、 [[ 苦参 ]] 、仙草参、青木香、 [[ 威灵仙 ]] 等等，是一个很好的古树种、中草药及古生态植被展示区，具有极高的经济价值和观赏性。