Алтай состоит из системы сильно расчленённых хребтов, образующих водораздел Оби, Иртыша, Енисея и рек бессточного бассейна Центральной Азии. Протяжённость хребтов Алтая более 2000 километров. Самая высокая вершина Алтая – гора Белуха ( высота - 4506 метров).
Алтай разделяется на собственно Алтай (или Русский Алтай), Монгольский Алтай и Гобийский Алтай. По особенностям геологического строения и истории развития в российской части Алтая выделяют каледонский Горный Алтай и герцинский Рудный Алтай.
С геологической точки зрения Алтай - возрождённые горы Урало-Монгольского геосинклинального пояса и южной периферии Сибирской платформы. Алтай сложен осадочными, метаморфическими и вулканогенными породами, прорванными интрузиями.
Полезные ископаемые Алтая: железная руда, ртуть, благородные и цветные. На Алтае находится большое количество термальных источников: Абаканский, Белокурихинские, Рахмановские и Джумалинские.
На востоке и юге Алтая находятся высокогорные хребты (Катунский, Северо- и Южно-Чуйский и другие), на севере и западе - среднегорные хребты (Убинский, Чергинский, Бащелакский) и массивы со слаборасчленёнными склонами, представляющими собой останцы древних поверхностей выравнивания.
Для Алтая характерны крупные межгорные котловины, которые здесь называют степями (Чуйская степь, Курайская степь), которые сформировались в условиях сухого и резко континентального климата и представляют собой особый тип ландшафта.
Климат Алтая континентальный. Зима холодная и продолжительная. Средние температуры января от -15 до -28 °С в предгорьях, до -32 °С в межгорных котловинах. Лето относительно короткое и прохладное. В предгорьях средние температуры июля 19-22 °С, в высокогорьях 14-16 °С.
На склонах западного и северо-восточного районов Алтая, открытых влажным ветрам, осадков до 1200 мм; на юго-востоке - до 200 мм в год. Характерны горнодолинные ветры (фены).
На Алтае известно около 1500 ледников (общая их площадь свыше 900 км²). Алтай обладает густой сетью горных рек: Катунь, Бухтарма, Бия, Чуя. В горах находится свыше 3500 озёр, самые крупные из них - Маркаколь и Телецкое.
На Алтае присутствует чёткая система высотных ландшафтных поясов. В северных и западных предгорьях до высоты 400 - 700 метров находятся луговые разнотравно-злаковые степи; до высоты 1200-1500 метров - полынно-типчаковые степи. Среди горных лесов (около 2/3 территории) преобладают парковые лиственничные леса (до высоты 2000—2200 метров). На севере Алтая преобладают темнохвойные, в том числе кедровые, леса.
Для Алтая характерны высокотравные луга («большетравье»), а также «острова» горных степей. Высокогорная зона (высоты 1800—2400 метров) с субальпийскими кустарниками и лугами сменяется низкотравными альпийскими лугами. В восточных и северо-восточных районах находятся горные тундры (кустарниковые, мохово- лишайниковые, каменисто-щебнистые), выше - скалы, каменные россыпи, снежные поля и ледники.
На территории Алтая находится Алтайский заповедник и большое количество горных оздоровительных курортов.
