汾河二库位于汾河干流上游下段，坝址位于太原市郊区悬泉寺附近。该水库是以防洪为主，兼顾城市供水、灌溉和发电综合利用的大型水库。水库枢纽工程由碾压混凝土重力坝的挡水坝段与溢流坝段、底孔，供水发电隧洞和水电站所组成。远期拟建80万kW装机的抽水蓄能电站一座。1996年11月开工兴建，至2000年元月建成投入运行。年可向太原市工业供水量0.44亿立方米；百年一遇洪峰下泄流量可削减约1/3，相应可使太原市汾河河堤防洪标准得到提高；多年平均发电量可达2350万kW.h。对太原市的防洪安全、工业生产、环境影响发挥了较大的经济与社会效益。
（一库～二库区间），多年平均径流量1.45亿立方米 (区间)。水库总库容 1.33亿立方米，其中防洪库容0.246亿立方米、兴利库容0.734亿立方米。百年一遇洪峰流量5090 立方米/秒,千年一遇洪峰流量7702 立方米/秒。
大坝为碾压混凝土坝，最大坝高82.95m，坝顶长度224.8m，坝顶宽6m。溢流坝顶高程899.2m，溢流坝净溢流长度36m，由3孔弧形闸门控制，最大泄量2787 立方米/秒,坝底孔进口高程859m，进口尺寸5×7.2m，最大泄量1539 立方米/秒，供水电发洞进口高874.4m，洞径4.2m，洞长511m，最大泄量199 立方米/秒，发电流量2.8 立方米/秒，水头43m，装机容量2×5000kW。
山西水院与北京院于1958年曾进行汾河一库下游至兰村河段梯级规划工作，提出五梯水库，山西水院于1960年对五梯水库进行规划工作，后又提出悬泉寺坝址方案，即汾河二库。并对水库进行规划设计工作。后又在1972年～1992年以山西水院为主太原市水利局（后为市水利设计院）参加，曾分别提出水库工程设计任务书、规划报告、初步设计、抽水蓄能电站规划报告、补充初步设计、可行性研究报告、可行性研究补充报告等。山西水院于1993年编制出水库枢纽工程初步设计，1994～1997年进行技施设计，分期提出施工图，1998年～1999年编制施工招标文件及有关施工图，2000年编制水库工程设计自检报告。山西水院编制提出的《汾河二库环境影响研究》获1996年省水利厅科技应用三等奖，《汾河二库导流洞出口岸坡稳定分析研究》获1997年省水利厅科技应用三等奖。碾压混凝土坝高度近83m，在同类型中居前列，设计与施工质量达国内先进水平，坝的分缝与VC值的设计与施工控制均属国内先进水平，建成以来运行正常，水库的供水、防洪效益得到良好的发挥。
