横断山脉东西两侧是高原，西侧是青藏高原,东侧是云贵高原。横断山脉（群），世界年轻山群之一（实际是山脉群而异于普通的山脉）。中国最长、最宽和最典型的南北向山系群体，唯一兼有太平洋和印度洋水系的地区。位于青藏高原东南部，通常为四川、云南两省西部和西藏自治区东部南北向山脉的总称。因“横断”东西间交通，故名。

横断山脉位于中国西部地槽区与介于上述地槽区和中国东部地台区之间的康滇地轴。印支运动使区内褶皱隆起成陆，并形成一系列断陷盆地。盆地中堆积有侏罗系、白垩系地层。

燕山运动又发生褶皱和断裂。直到第三纪中期，地壳缓慢上升，经受了长期剥蚀夷平，形成广阔夷平面。第三纪末期至第四纪初期，构造运动异常活跃，统一的夷平面变形、解体，岭谷高差趋于明显。第四纪经历多次冰川作用。区内丘状高原面和山顶面可连接为一个统一的“基面”，“基面”上有山岭，下为河谷和盆地；横断山脉岭谷高差悬殊。邛崃山岭脊海拔3000米以上，主峰四姑娘山海拔6250米，其东南坡相对高差达5000余米。

大雪山主峰贡嘎山海拔7556米，为横断山脉最高峰。其东坡从大渡河谷底到山顶水平距离仅29公里，而相对高差竟达6400米。沙鲁里山海拔一般在5000米以上，北部的高峰雀儿山海拔6168米。其西的金沙江、澜沧江和怒江（即所谓三江并流），相距最近处在北纬27°30′附近，直线距离仅76公里。三江江面狭窄，两岸陡峻，属典型的“V”字型深切峡谷，尤以金沙江石鼓附近的虎跳峡为世界著名峡谷之一。

横断山脉山间盆地、湖泊众多，古冰川侵蚀与堆积地貌广布，现代冰川作用发育，重力地貌作用，如山崩、滑坡和泥石流屡见。同时，地震频繁，是中国主要地震带之一，著名的鲜水河、安宁河和小江等地震带都分布于本区。