孙家沟村是以王姓为主。据说，明末清初最早到此地谋生的孙、王二人中，孙姓年长，加之当地有黄土高原十分稀少的泉沟，因此叫做孙家沟村。据村内家谱和墓碑记载，王家在刚到孙家沟时生活一直处于贫寒度日，茕茕孑立、举目无亲的状态，在王承世一代甚至沦落到到三交卖烧饼。王家从此走上了经商之路，到第五代王秉文的晚年和第六代自福等兄弟时，家业渐兴，由三交旋归故里，其后王姓在孙家沟人丁兴旺，一代胜过一代。王姓家族将其兴旺的原因归于祖坟的好风水。用孙家沟村民的话说，孙家沟所在的黄土丘陵，形状好似一个个莲花瓣，沟的南北各有五个莲花瓣，老祖坟所在的阳巷正好在这十个莲花瓣的中间。

孙家沟村的民居集中在阳坡和背坡两面，以窑洞式建筑为主，从建筑形式上分，这些窑洞在建筑结构上可分为 “靠山窑”、“接口窑”与“箍窑”三种，从建筑材料上可分为有土、石、砖三种。靠山窑是在山坡上挖洞而成，建起来比较简单，成本也比较低，靠山窑是没钱人家住的。此类窑洞主要分布在阳坡。据村民讲，原先阳坡上的窑洞都是土的，后来有了钱才在前面接上一段砖砌窑洞，成了“接口窑”。箍窑是在平地上用砖砌窑洞，又叫“平地窑”。现在常见的形式是接口窑、箍窑和木构瓦房组合成的院落。正房是接口窑，厢房是箍窑，倒座房则为木构瓦房。正房和厢房一般用作住房，倒座房一般做牲口房和厕所。有的正房和厢房还带有3-4米宽的前廊，廊下可设灶台，夏天做厨房用。在窑腿之间，多处挖有小龛。正房窑腿上的小龛内摆小香炉一个，用来敬天地，龛常贴对联。厢房窑腿上的龛可用于敬天地，也可以放油灯。倒座房外墙上的龛大小与厢房窑腿上的龛同，用来敬马王爷；倒座房临院门一侧山墙上的龛用来敬土地；院门内侧两边墙上的有龛，不是敬神灵的，而是放油灯，

孙家沟民居主要有：王恩润院、十连窑院、厅院、花园院、王长生院、芝麻坪院二十处。

王恩润院，坐北朝南，并列院子有3个，中间院子的正房有7孔窑，两侧院子的正房为5孔窑，厢房分别在东西两侧，均为3孔窑。左右各有一个跨院，是“长工们住的”。主院正房均带前廊，厢房部分带前廊。主院前还有前院，其厢房为牲口房和草房，大门在东南角，朝东偏南，这也符合当地的院门都是偏向的风俗。前院北墙上有6个圆环状拴马扣，造型浑厚饱满。西侧院子二层有小楼三座，分别位于西侧院子二楼两排厢房的南端，这是小姐们住的“绣楼”。中间院子和东侧院子的正房、中间院子的西厢房和东侧院子的东厢房上分别建有楼房，而中间院子的东厢房和东侧院子的西厢房上则无楼房，只有4个烟囱，同时此处楼面也不与其他部分的楼房地面相通。如此设计，主要是为了将家丁和家眷们的活动空间划分开。没有楼房的正房和厢房屋顶上都铺上地砖，作为晒场。

院内共存匾额3块：中间的院子院门匾额正面书“严中蹈和”，背面书“修竹吾庐”；东侧院子院门匾额正面书“忠厚传家”，背面书“勤能补拙”；东侧院子内东厢房二楼内藏有匾额一块，上书“慈惠流光”。这个院子建成于1916年。

在背坡上住宅中规模最大的一处称“十连窑”，因为它的正房共有10孔窑洞之多。“十连窑”坐西朝东，由上往下数是背坡的第二层窑洞，有内外两道院门，外院门门匾额书“源远流长”，内院门上匾额书“树德居”。十连窑正房的北5孔窑前只有窄窄的一道走廊，南5孔窑之前则是较为宽阔的庭院。

孙家沟现存的庙宇只有观音庙一座，位于村口一块面积约为150平方米的高台上。观音堂的下面是已经破败的老学校，窗户上面写着：“用毛泽东思想培养红色革命接班人”。

花园院是在十连窑院最里边的一个窑洞后门才能通过进入，这里十分保密，据说抗日时日本鬼子来村里时这里藏了村里大部分妇女和儿童。芝麻坪院是一个独立的院落，围墙高大。叶剑英、杨尚昆、林伯渠和军委三局机关在芝麻坪院住过。芝麻坪院现已部分破落。

孙家沟村的窑洞建筑价值在于：孙家房屋结构整齐严谨，整体布局高低错落有致，质量高，分布集中，且损坏程度尚不严重，原真性保存较为完整。完整地记录了晚清至民国初期间中国北方黄土丘陵地区一个农村的真实面貌，使我们直到今天还能够身临其境地感受在发生重大变化以前的窑洞村落的社会生活环境。2006年11月被山西省人民政府授予“山西省历史文化名村”。