五寨縣地處晉西北黃土高原忻州西部,南北長81.5公里,東西寬19公里,總面積1347平方公里。東、東北與神池縣緊鄰,南、東南與寧武接壤,西、西南與岢嵐縣交界,北、西北與偏關、河曲縣相接。五寨縣位于呂梁山背斜西北翼,全縣四面群山環(huán)抱,形成一道自然長城,南有蘆芽山,東有東雪山、馬蹄山,西南有西雪山。蘆芽山,位于縣城南25公里的經(jīng)堂寺鄉(xiāng)境內,海拔2736米,山脈呈東北西南走向,綿延百余里,是山西名山之一。荷葉坪山,屬管涔山脈,蘆芽山余支,位于縣城南30公里處,海拔2783米,頂部有一長5000米,寬500米的平坦地塊,形似荷葉,是一個天然牧場。境內有朱家川河、縣川河、嵐漪河三大水系和清漣河等主要支流。
五寨縣屬亞寒帶大陸性氣候。一年中多受季風影響,四季分明。冬季長而嚴寒,雨雪稀少;春季干旱,多風沙天氣;夏無酷暑,雨量高度集中;秋季為時甚短,云清風清,天高氣爽。
由于地形多樣,自然資源豐富,有豐富的水資源,年地表徑流總量4425.6 萬立方米,地下水儲量7000多萬噸,年允許開采量為3478.8萬噸。地下水水質大都為重碳鈣鎂水,適用于飲用和灌溉。有種類繁多的野生植物資源,南部管涔山中有各種植物580多種,有落葉松、云杉、青、白油松等,還有灌木等植物群系,其中有沙棘面積8萬畝,名貴藥材麝香、鹿茸、牛黃、豬苓、黨參、黃芪等120種,野生食用菌類18種,有20多種獸類野生動物,120多種野禽,其中褐馬雞是動物世界中的珍禽,屬國家一類保護動物。境內草地牧坡廣闊,有亞高山草甸類草場、叢草地類草場、灌木草叢類草場和山地干草原類草場共四大類,這些天然牧坡合計50萬畝。
五寨縣境內鐵路、公路交錯,四通八達。寧(武)岢(嵐)鐵路和神(池)河(曲)鐵路與店(兒上)臨(縣)公路平行橫穿全境,國道209公路縱貫南北,油路面公路113公里,土路面公路149公里。
五寨的文物古跡有蘆芽山、南峰臺、五王城、武州城遺址、開平王墓、三盆的牌樓,縣城的沙石牌樓等十余處,其中蘆芽山最為可觀。山上昔建寺剎頗多,現(xiàn)尚存峰腰云際寺和峰巔太子殿兩處。