位于山西省朔城区和山阴县境内，因山峰高低起伏似洪涛得名，呈东北—西南走向，属阴山山脉。周长57千米，总面积353平方千米。山岭纵横，峰峦叠嶂，主峰大贝山海拔1947米。

地质构造简单，为背斜构造，地层主要为奥陶系中下统马家沟组和第四系上更新统马兰组，岩层以石灰岩为主。晚古生代地层发育完好，新生代地层覆盖面积大。有丰富的矿产资源。煤田总面积250平方千米，总储量83亿吨，是山西省煤炭资源重地，此外还有方解石、铁矿石、高岭土等。

属北温带干旱大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，气候干燥，风沙严重；气温一般较低，以年温差与日温差大为特点，年平均气温6.4℃，1月气温最低，最低气温-32.4℃；7月气温最高，最高气温37.9℃。冬春季少雨，降水主要集中在8～9月，平均年降水量420毫米，年均无霜期240天。

洪涛山下的神头泉，是桑干河源头，多个泉眼次第冒出，有金龙泉、皇道泉、五花泉、漂泉、恢泉、泥泉、笑泉、七星泉等，在汇聚成一片神头海。神头海泉群属全排泄型泉水，涌水约8立方米/秒，最大流量9.638立方米/秒。

主要土壤属褐土性土，pH值7.0～8.2，褐土的表土呈褐色至棕黄色；剖面中、下部有黏粒和钙积聚；呈中性（表层）至微碱性（底层土）。土壤剖面构型为有机质积聚层—黏化层—钙积层—母质层。母质层各种各样，有各种岩石风化物，但以黄土状物质为主。

植被属温带森林草原植被，具有明显的华北特征，主要植被有油松、落叶松、小叶杨、旱柳、刺槐、柠条、沙棘、草本等。动物种类繁多，有鸟类、兽类、鼠类、两栖类、爬行类、昆虫类等。