吕梁市离石区地处山西省西部，吕梁山脉中段西侧，地理坐标北纬37°21′——37°42′，东经110°55′——111°35′，自北部顺时针方向分别与方山县、交城县、文水县、汾阳市、中阳县、柳林县、临县等七县市相邻，处于整个吕梁市的地理中心，是吕梁市政府驻地，吕梁市政治、文化和交通中心，同时离石区扼秦晋交通要冲，是华北通向西部的重要中枢。

离石区属于温带大陆性气候区，冬寒夏暑，四季分明。全区下辖7个街道、2个镇和3个乡，行政区域总面积1324平方千米，总人口32.49万人（2012年）。