山西庞泉沟国家级自然保护区位于山西省交城县西北部和方山县东北部交界处，地处吕梁山脉中段，属野生动植物类型自然保护区，主要保护对象是中国特有的珍禽褐马鸡及其栖息地。

1980年，山西庞泉沟自然保护区获准建立。

1986年，经国务院批准晋升为国家级自然保护区。

2023年11月30日，国家林业和草原局公布《陆生野生动物重要栖息地名录（第一批）》，山西吕梁庞泉沟褐马鸡重要栖息地入选。

山西庞泉沟国家级自然保护区地处吕梁山脉中段，属山区。最高峰孝文山，为关帝山的主峰，海拔2831米，最低海拔1500米。

山西庞泉沟国家级自然保护区属于暖温带及其吕梁山半湿润区，是中温带到暖温带的过渡地带，年平均气温4.3℃，相对湿度70%，年平均降水量820毫米左右，无霜期180天。

山西庞泉沟自然保护区地处交城县、方山县、娄烦县交界处，位于东经111°22′-111°33′，北纬37°45′-37°55′之间。保护区南北长15公里，东西宽14.5公里，总面积10443.5公顷，其中有林地面积7709.7公顷，灌木林面积1165.9公顷。

保护区内有长立村、黄鸡塔村、神尾沟村、后坪村、王寺沟村、大草坪村、阳圪台村7个自然村。

山西庞泉沟自然保护区属于野生动物类型自然保护区，主要保护对象是褐马鸡及华北落叶松、云杉天然次生林植被。

保护区内动物区系属古北界，及少量东洋界的种类。据调查，区内共分布有野生动物238种，其中兽类6目15科32种，鸟类14目38科189种，两栖爬行类8科17种，昆虫1 000多种。

其中，属于国家一级重点保护动物的有褐马鸡、金雕、黑鹤、金钱豹、原麝5种；属于国家二级重点保护动物的有鸳鸯、鸢、红角鸮、青鼬等25种。有苍鹭、金眶鸻、小杜鹃、普通夜鹰等14种山西省省级重点保护动物。

褐马鸡

褐马鸡是古北北界华北区黄土高原亚区的一个代表种，具有稀有性和濒危性。

山西庞泉沟国家级自然保护区为泛北极植物区系，植被类型为寒温性针叶混交林、针阔混交林和温性阔叶混交林。依建群种大致可分为5种类型：华北落叶松天然次生林纯林：分布于核心区、八水沟、神尾庙等地带，伴生着云杉、白桦、山杨、油松、辽东栎、红桦等树种；云杉林：分布于八水沟、西塔沟、大背等地；油松林：主要分布于阳圪台实验区；杨桦阔叶林：是构成阳坡、山脊线附近和半阴半阳山坡森林植被的主要成份；辽东栎林：主要分布于向阳山坡。

山西庞泉沟自然保护区内植物种类共有88科828种，其中被子植物79科809种，蕨类植物7科12种，裸子植物2科7种，还有地衣、苔藓等部分低等植物。主要树种有华北落叶松、云杉、油松、山杨、红桦、白桦等。

保护区内还分布有党参、黄芪、甘草、菖蒲、连翘、桔梗、柴胡等药用植物。

山西庞泉沟国家级自然保护区的管理机构为山西庞泉沟国家级自然保护区管理局，隶属山西省林业厅。位于山西省交城县庞泉沟镇二合庄村，为全额财政拨款事业单位，为独立的法人单位，设办公室、财务室、资源保护科、科研宣教室、综合管理室5个职能科室。

保护区管理局下设黄鸡塔站、阳圪台站、大草坪站、神尾沟站4个基层保护及生态监测站和1个褐马鸡繁育救护中心。

林业公安机构设有林区派出所，为上级公安机构和保护区双重管理。

2003年，注册成立了旅游接待有限旅游公司，为单位和职工入股的股份制企业，具有独立法人资格。

山西庞泉沟国家级自然保护区主要进行科学实验、考察、教学实习和培育珍稀动物等工作，并划出一定范围开展森林旅游。

保护区在1992年和2003年，批准和实施了一期、二期工程建设项目，核定投资234.9万元（其中林业部投资120万元）和879万元（其中国家投资439万元，地方配套440万元）。在阳圪台、大草坪、黄鸡塔、神尾沟4个自然村征用土地并建立4个保护站和3个监测站，在大沙沟建立褐马鸡繁育救护中心和饲养大棚，建立核心区围栏、界桩、界碑，完成了输电、引水、通讯工程，购置仪器设备，在机关院建成1500平方米科研综合楼等。

华北落叶松土壤种子库研究

1996年5月，山西农业大学林学系郭晋平等，采用样地内小样方取样，物理方法分离，室内测量、试验、分析的方法，对庞泉沟国家级自然保护区内，华北落叶松4个林型的林下土壤种子数量、质量及分布进行了研究。分析了影响林下土壤种子数量的因素，提供了华北落叶松土壤种子库的基本背景。

人工电孵化褐马鸡

人工电孵化褐马鸡是由中国动物协会、太原市动物园和庞泉沟国家级自然保护区合作开展的一项科研项目。2006年庞泉沟自然保护区开始实施人工电孵化褐马鸡项目，经过两年的人工电孵化科学试验和总结探索，庞泉沟自然保护区基本掌握了适合褐马鸡胚胎发育的温度和湿度等技术参数，人工电孵化褐马鸡取得成功。

自然景观

保护区内有：“云顶日出”、“龙泉飞瀑”、“笔架生辉”、“文源晚翠”、“古树宝塔”、“天门瑞气”、“雄狮夕照”、“凤凰观塔”、“石猪受难”、“风动石”、“仙人洞”等自然景观。

人文景观

保护区内孝文山因孝文帝避于此山而得名，山中有北魏孝文帝留此的古碑，具有极高的史料价值。

交通

庞泉沟距太原市158公里，每日有对开的班车；与周边吕梁市、临县、岚县较近，介休市、吕梁市均有通往庞泉沟风景区的旅游班车；交城县城（距离100公里）、方山县城（距离37公里）等周边地区也有公共汽车。

庞泉沟国家级自然保护区是世界珍禽褐马鸡的主要产区。褐马鸡为国家一级重点保护动物，是中国的特产鸟类，被列为国际自然与自然保护联盟《IUCN》红皮书中濒危物种，在历史上广泛分布于中国华北地区。山西庞泉沟国家级自然保护区在保护珍禽褐马鸡中具有极其重要的意义。

2022年3月，入选2021-2025年第一批全国科普教育基地。