橫斷山脈東西兩側是高原，西側是青藏高原,東側是云貴高原。橫斷山脈（群），世界年輕山群之一（實際是山脈群而異于普通的山脈）。中國最長、最寬和最典型的南北向山系群體，唯一兼有太洋和印度洋水系的地區。位于青藏高原東南部，通常為四川、云南兩省西部和西藏自治區東部南北向山脈的總稱。因“橫斷”東西間交通，故名。

橫斷山脈位于中國西部地槽區與介于上述地槽區和中國東部地臺區之間的康滇地軸。印支運動使區內褶皺隆起成陸，并形成一系列斷陷盆地。盆地中堆積有侏羅系、白堊系地層。

燕山運動又發生褶皺和斷裂。直到第三紀中期，地殼緩慢上升，經受了長期剝蝕夷，形成廣闊夷面。第三紀末期至第四紀初期，構造運動異常活躍，統一的夷面變形、解體，嶺谷高差趨于明顯。第四紀經歷多次冰川作用。區內丘狀高原面和山頂面可連接為一個統一的“基面”，“基面”上有山嶺，下為河谷和盆地；橫斷山脈嶺谷高差懸殊。邛崍山嶺脊海拔3000米以上，主峰四姑娘山海拔6250米，其東南坡相對高差達5000余米。

大雪山主峰貢嘎山海拔7556米，為橫斷山脈最高峰。其東坡從大渡河谷底到山頂水距離僅29公里，而相對高差竟達6400米。沙魯里山海拔一般在5000米以上，北部的高峰雀兒山海拔6168米。其西的金沙江、瀾滄江和怒江（即所謂三江并流），相距最處在北緯27°30′附，直線距離僅76公里。三江江面狹窄，兩岸陡峻，屬典型的“V”字型深切峽谷，尤以金沙江石鼓附的虎跳峽為世界著名峽谷之一。

橫斷山脈山間盆地、湖泊眾多，古冰川侵蝕與堆積地貌廣布，現代冰川作用發育，重力地貌作用，如山崩、滑坡和泥石流屢見。同時，地震頻繁，是中國主要地震帶之一，著名的鮮水河、安寧河和小江等地震帶都分布于本區。