山西地质博物馆，是山西省唯一一家普及矿产资源和地球科学知识的专业科技类博物馆，位于太原市滨河西路，迎泽桥北，毗邻山西博物院、中国煤炭博物馆。
占地面积3.1万平方米，前身是1958年建成的山西地质厅地质博物馆，2017年对公众免费开放。
博物馆收藏了具有山西本土特色的岩石、矿产、古生物化石珍品及世界各地矿物珍品瑰宝，共有5.1万多件藏品。
博物馆的古生物藏品多数为本土发现挖掘，如左云县的剑龙、云冈龙化石，天镇县的特暴龙，吉县的山西鳄化石、榆社的王氏鳄化石，兴县的大唇犀化石。
其中的“镇馆之宝”山西鳄化石标本，是目前世界上保存最为完整的唯一一具稀世珍宝，另一个重要陈列品，称重425克的“狗头金”被专家称为“华北第一金”，充满着传奇色彩。
山西地质博物馆陈列概括为“一线二点”。“一线”即一个旋转式主题展线，依次由“穿越时空”、“远古物种”、“大地宝藏”和“物华天宝”四个主题展厅组成，呈螺旋状向上伸展；“二点”即两个专题陈列，由“测绘天地”和“衣被天下”两部分构成。
序厅正前方主展墙上奔腾不息的黄河壶口瀑布是壮丽山河的缩影，诠释了自古以来“表里山河”的山西。
穿越时空展厅系统陈列了不同地区、不同类型的陨石特征，以山西特色的地形地质地貌，如汾河裂谷、大同火山群、永和黄河蛇曲、五台山变质作用、太行龙洞岩溶等为例，诠释地球内外地质作用，自动触发式多媒体演示“山西地质发展史”。
远古物种展厅以大型的油画、彩喷图连续展示生物进化过程，重点对三叠纪北方陆生四足类脊椎动物与南方海生爬行动物进行了鲜明的对比；
新发现的完整山西鳄荣登第一镇馆之宝；打造了山西白垩纪恐龙动物群，并将科研成果转化为科普成果。
大地宝藏厅，目前人类已发现和利用的矿产种类有227种，我国已探明储量的有160种。展厅利用声光电、多媒体、模型等多种手段全面展示了山西的煤、铝、铁三大优势矿产。
物华天宝厅，向大众展示出了琳琅满目的宝石和矿物约140余种，目前世界已知矿物约4145种。
标志性建筑穹幕影院是国内首个悬空混凝土结构的球形影院。360度全息立体的视觉盛宴，彷佛遨游于浩瀚的宇宙里，置身在梦幻的星辰间。
这里是“地质展示的殿堂，学生学习的课堂，观众游览的天堂”。2020年，山西地质博物馆被评为国家一级博物馆。
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