吕梁山东侧的水热条件相对优越，发源有汾河的干流和部分支流，是汾河的主要水源区。历史时期山区森林茂盛，植被类型多样。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。保护区内还栖息着多种食草、食肉类动物，其中以褐马鸡最为珍贵。芦芽山海拔2739米，地形复杂，沟壑纵横，怪石嶙峋，形似芦芽，故名。它又是山西省的著名风景区。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、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。 吕梁自古就盛产奇石、美石、玉石。品种有红、黄、青、白玉质石，各色玉质海藻螺纹石，大小蛐蟮纹石，莲花石、雪绫石、各类石灰质奇石、木化石、骨化石、珊瑚化石等数十个品系。最负盛名的要数吕梁产的黑磬石，自古就有“吕梁磬石天下响”的赞誉。“磬”是中国古代用石或玉制成的打击乐器，《尚书·禹贡》篇中就有“泗滨浮磬”的记载。清《禹贡锥指》进一步指出“磬石盖突出吕梁水中”。徐州市博物馆尚存有一块清时吕梁产的八音磬石。该石可打击出一首简单的曲子，音色十色清雅脆悠。
这些黑石头除供人们做磬以外，古人还用它来做文四宝之一的砚台，其质量绝不亚于著名的端砚和歙砚。明末诗人张兖得到一方吕梁砚，送给好友吏部尚书湛若水。尚书大人爱不释手，写了一首《题吕梁砚》诗，曰：“张君惠我浆水砚，烟水微茫云一片。又如月色照眉梢，夜色光芒月不见。一干二干干青天，栾拳根着万千年。学文须学石间秀，美在奎中人得传。”张兖次其韵奉和诗一首：“何人名此玉湖砚？吕梁之石琼瑶片。风吹山雾碧氤氲，堕落龙地时隐现。地藏星移光射天，此物新夸嘉靖年。风流水部兴不浅，直与芝房宝鼎传。”他们二人将吕梁砚比作“云一片”、“琼瑶片”，赞为“夜色光芒月不见”、“地藏星移光射天”，足见爱砚之情切。还说“学文须学石间秀”，此句颇具哲理，耐人寻味。在吕梁山区亦能采到上好的磬、砚之材，只是因黄河淤泗，大量深水下寒冰磬、砚材料已被泥沙尘封，炙手可得的是撒裸于山涧的材料而已。
吕梁山区还产有纯正的美玉，在史籍中被称为泗滨玉，吕梁一带人称“赵疃玉”。泗滨玉色泽艳丽，晶莹剔透，温润滑腻，五彩具备。玉质硬度稍微高于寿山田黄，大大低于辽宁岫玉。其美不次于田黄，具有很高的审美价值和收藏价值。该泗滨玉矿床系露天矿，位于吕梁双峰山以北赵疃村。曾三次被小规模开采，只是初动上层，玉坑深不足十米。
