位于吕梁山中段，是晋西北低山浅山区生物多样性最为丰富的地区之一，总面积２４４１５．４公顷。保护区主要保护暖温带落叶阔叶林与温带草原交错区的生态系统，褐马鸡、原麝、金钱豹、紫点杓兰等兰科植物，青毛杨等珍稀濒危野生动植物及其栖息地和黄河一级支流湫水河源头和蔚汾河的水源地。

　　黑茶山自然保护区地处吕梁山中段与北段的连接处，这一带森林植被不足，是吕梁山中北段森林植被最狭窄的地区，这使得保护区成为吕梁山南北野生动物扩散、基因交流的重要通道。此外，黑茶山自然保护区西距毛乌素沙漠仅１２０公里，可以把沙尘和西北寒流有效地阻挡在山的西侧，生态防护效果非常明显。

　　除了黑茶山自然保护区之外，山西省其他５处国家级自然保护区分别是：庞泉沟自然保护区、历山自然保护区、芦芽山自然保护区、蟒河猕猴自然保护区、五鹿山自然保护区。