每年到大同旅游的人可以说是络绎不绝。大同市现有各级文物保护单位346处，其中全国重点文物保护单位27处，省级文物保护单位20处。这些文物保护单位中有古建筑188处，古墓葬38处，古遗址66处，石窟寺9处，近现代重要史迹及代表性建筑23处，石刻及其他22处。我市共有馆藏文物9.7万余件，许多文物在国内外享有很高的声誉。
云冈石窟
云冈石窟是大同市有名的历史古迹，位于市西郊16公里处，始凿于北魏年间，是与敦煌的莫高窟、洛阳的龙门石窟、甘肃的麦积山石窟齐名的中国四大石窟之一。现存主要洞窟45个，代表了公元5至6世纪时中国杰出的佛教石窟艺术。其中的昙曜五窟，布局设计严谨统一，是中国佛教艺术第一个巅峰时期的经典杰作。云冈石窟共有大小洞窟53个，其中第二十窟前的露天大佛是云冈石窟中的代表作。
大同古城墙
大同古城墙为明洪武二十五年在北魏平城的故城墙旧土城上增筑而成，全国颇有名气。大同城墙的总周长为7270．7米，形制为东西略长的矩形城池。墙体“三合土”夯填，墙表包砖，高约14米，比西安古城墙高2米，宽处16．6米，比南京古城墙宽处还宽6．6米。城墙上有62座门搂、角楼、望楼。城门楼四座，其中南门城楼雄壮，为三层重楼，面宽61米，进深23．35米。
边墙五堡 
边墙五堡是指大同明长城上修建的堡城。通常说的边墙五堡是指内五堡，即镇边、镇川、宏赐、镇鲁、镇河五堡。内五堡长城为黄土夯筑，墙体十分坚固，保存较好，城墙高5米以上，是大同市境内明长城较为突出地段，又与永固陵、万年堂邻近，是边塞风情旅游的佳地段。登方山，越长城，攀堡台，一条巨龙飞腾在塞上古城崇山峻岭之间，配以内堡外墩，烽堆相望，边塞风光尽收眼底，蔚为大观。
华严寺
华严寺在大同市中心地区，殿宇嵯峨，气势雄伟壮观，是辽金时期我国佛教华严宗的重要寺庙之一。华严寺分上下两院，两院同在一寺之中，有月门相通。华严寺的布局具有辽代建筑的特点，如上华严寺坐西向东的布局就源于辽国崇拜太阳的习俗，在他们眼中，太阳是万物之源，所以他们的房门、殿门都向东开。 上华严寺分前后两院，前院有山门、廊庑、佛堂、云水堂等，后院则是僧人居住的地方。
九龙壁
九龙壁是大同市内众多“龙壁”中规模大的一座。位于大同市东部，原是明初代王朱桂府前的照壁。九龙壁长45米、高8米，壁面由五彩琉璃构件组成，九条龙形神各异，每两条之间以水草、白云、山石作为连接，构成一幅生动的画面。其正中的一条龙造型具威严，昂首向前，目光炯炯，气宇轩昂，体现出了我国古代高超的雕刻技艺，颇值得一观，是我国四大龙壁之一。
悬空寺
又名玄空寺，位于山西浑源县。悬空寺始建于1500多年前的北魏王朝后期。古代工匠根据道家“不闻鸡鸣犬吠之声”的要求建设了悬空寺。悬空寺距地面高约50米。其建筑特色可以概括为“奇、悬、巧”三个字。悬空寺是国内现存的唯一的佛、道、儒三教合一的独特寺庙。它修建在恒山金龙峡的悬崖峭壁间，面对恒山、背倚翠屏、上载危岩、下临深谷、楼阁悬空、结构巧奇。
恒山
恒山风景区是国务院1982年公布的全国第一批44个国家重点风景名胜区之一。以双峰并峙的天峰岭和翠屏峰为中心，包括天峰岭景区、翠屏峰景区、千佛岭景区、温泉景区和浑源城景点群；龙山一带为自然保护区。恒山主峰分东西两峰，东为大峰岭西为翠屏峰，两峰对峙，风格独具，断崖绿带、层次分明。金龙峡，居于天峰岭、翠屏峰之间，峡谷幽深，峭壁侧立，石夹青天，窄处不过三丈。
大同火山群
大同火山群是中国著名第四纪火山群。已知有30余座，分布在山西省大同市、县和阳高县境内，集中于4区域：东区指瓜园、神泉寺一带，有肖家窑头、鹅毛疙瘩等6座。盾状的肖家窑头火山由火山弹、火山砾、火山灰组成，局部覆盖熔岩流；穹窿状的鹅毛疙瘩火山由玄武岩组成，无火山口。
乌龙峡
乌龙峡位于大同县鹅毛村南1公里册田水库库区下方，中间是一绵长峡谷，两岸为火山熔岩，经河水亿年洗刷，形成长10公里，宽百余米的天然奇峡，峡内杨柳依依，绿草茵茵，溪清崖翠，石坚花异，黑色巨石星罗棋布，汩汩泉流环绕其间，碧波鳞荡的湖水，小船不十的穿来穿去。是一方如诗如画的天然胜景。自然景观与人文景观丰富，还有堪称乌龙三绝的乌龙泉、乌龙滩、乌龙洞。
土林
土林位于的大同县杜庄乡，被当地人称作石板沟，在这里已经隐藏了不知多少年。碧波荡漾的水边矗立着由于桑干湖支流日久天长的侵蚀而形成的一处处似古堡而非古堡、似雕塑而非雕塑的奇异景观。在不同光照的情况下，土林会呈现出奇异的色彩变幻：时而金光闪闪，时而红若火焰，时而黛如深渊，时而白如霜田，气势恢弘，鬼斧神工，尽现黄土高原苍凉肃穆之美，成为摄影爱好者的创作空间。
采凉山
采凉山位于大同城东20公里处，古称纥贞山、纥干山、采药山。系阴山余脉，海拔2144．6米，为大同之镇山。位于大同市新荣区境内。素以山峰峭拔，高寒异常，冬夏积雪而著称。“采凉积雪”为大同八景之一，有“马嘶踏遍银山顶，鸟倦惊飞玉树枝”的咏叹。著名景点有红石崖。
