吕梁市是一个多民族聚居的地区，共有33个民族，其中32个民族的人口超过了1851人。这些民族包括蒙古族、彝族、满族、回族、维吾尔族等，其中蒙古族最多，有464人，而藏族、佤族、羌族等较小的民族也有各自的代表人数。少数民族人口主要集中在孝义市等平川四县市，体现出地域分布的特色。
在民族经济发展方面，吕梁市有一户清真食品加工企业——文水贤美牛肉制品厂和四家清真饭店，均位于孝义市，反映出当地对少数民族餐饮文化的尊重和包容。
2010年第六次全国人口普查数据显示，吕梁市常住人口为3727057人，较2000年增长了10.21%，平均年增长率为0.98%。家庭户数为1038792户，平均每个家庭人口为3.41人，比十年前减少了0.44人，显示出人口结构的一些变化。
在性别构成上，男性人口1933712人，占51.88%，女性人口1793345人，占48.12%，性别比从2000年的108.38下降到107.83，表明性别比例相对较为均衡。
吕梁市位于山西省中部西侧，吕梁山脉中段，西隔黄河同陕西省榆林市相望，东北与省会太原市相连，东部、东南部分别和晋中、临汾接壤。东北倚吕梁山。地理坐标位于北纬36°43′~38°43′，东经110°22′~112°19′之间。辖离石区和中阳、文水、临县、方山、交城、交口、柳林、岚县、兴县、石楼10个县，代管汾阳、孝义两个县级市。面积21143平方千米，海拔高度1000~2000米之间，人口383万。吕梁为典型的黄土高原地貌，区内沟壑纵横，山峦起伏，梯田环绕。矿产资源丰富，品种齐全，有煤炭、赤铁矿、磁铁矿、铅矿、白云石、石棉、石墨、大理石等。