阿尔泰山脉地质构造上属阿尔泰地槽褶皱带，由古生代基底断块隆升而成，山体主要由岩浆岩和变质岩构成。前寒武纪后期的兴凯运动使中、酸性岩浆侵入其轴部，并形成部分变质砂岩。之后，阿尔泰地槽发生大幅沉降，同时接受大量沉积。随后，加里东运动的发生使得先期岩层发生强烈的褶皱和岩浆侵入活动，岩层发生变质。阿尔泰地槽活动性增强，表现为活化抬升，并有中、酸性岩浆的侵入。

阿尔泰山山间及山前盆地和谷地多属断陷性质。

阿尔泰山脉为北西向的褶皱山系。山体是准平原化的低矮山丘，地貌特征为自北而南逐级下降的阶梯状。有多级夷平面，一般公认有4级，2010年统计时，海拔分别为2900~3000米，2600~2700米，1800~2000米及1400~1600米。山山体浑圆，山坡广布冰碛石，U形谷套U形谷，古冰斗成层排列，羊背石、侧碛、中碛、终碛等清晰可见。

阿尔泰山脉受气候及山体海拔众多自然地理因素影响，其山地地貌垂直分带现象十分明显，由高至低，现代地貌作用大致可分成5个带，现代冰雪作用带，冰原作用高山带，侵蚀中山带，干燥、半干燥剥蚀低山带和干燥剥蚀丘陵。

阿尔泰山脉山体宽约120千米，向东逐渐变窄，至青河县附近只有60千米宽，山体高度一般在海拔2500~3500米左右，山麓地带高度一般为海拔500米左右，山脊高度一般均在海拔3000米之上；山体高度从西北向东南逐渐降低；至青河县山地高度已下降至3000米以下，个别只有2200米；再向东南即没入戈壁荒漠之中。山体地形多因断垒作用从山麓至分水岭呈阶梯状逐渐升高，山间没有较大的盆地及谷地分布。

西部的山体最宽，愈向东南愈狭窄，高度亦渐低下；从东北部中国国境线，自西北向东南山势逐渐降低到3000~3500米左右。山前有西北大断，向南西逐渐下降到额尔齐斯河谷地，呈4级阶梯，山地轮廓呈块状和层状；只在高山地区有冰蚀地形并有现代冰川，是中国最北端的现代冰川分布中心；除沿北西向断裂作串珠状分布有断陷盆地外，无大型纵向谷地；阿尔泰山堪称典型的断块山。

阿尔泰山脉山间及山前盆地和谷地多属断陷性质。山间盆地多呈菱形或三角形，且成排分布，与断裂紧密相伴，断裂常切过几个盆地，呈串珠状出现，如南坡的阿克布拉克、海流滩、琼库尔、塔尔浪、阿魏滩等。

阿尔泰山脉属中纬度大陆性温带气候。阿尔泰山区冬季寒冷，积雪厚，年均温在-3.6~1.8℃。阿尔泰山脉四季气候特点差异较大，一般在3月下旬至4月中旬开春，阿尔泰山区无夏季。

阿尔泰山耸立于亚洲腹部的干旱荒漠和干旱半荒漠地带，西风环流带来大西洋水汽，顺额尔齐斯河谷地和哈萨克斯坦斋桑谷地长驱直入，向北遇阿尔泰山，受逼抬升降水。降水较为丰富，降水随高度递增和由西而东递减，冬夏多，春秋少，低山年降水量200~300毫米，高山可达600毫米以上；降雪多于降雨，且积雪时间随高度增加而延长，中高山积雪长达6~8个月，低山仅5~6个月，雪线低至海拔2800米左右，是中国最低的雪线；气温变化随高度增加而递减。阿尔泰山区气候垂直梯度变化明显，具有冬长夏短而春秋不显的特征。

阿尔泰山径流较丰富，发育了额尔齐斯河与乌伦古河。两河皆构成典型不对称的梳状水系。额尔齐斯河是新疆境内唯一外流河，根据2010年统计，中国境内流域面积5万平方千米，全长546千米；河水补给来源主要为降水、积雪融水和冰川等，多年平均径流量100多亿立方米，占阿尔泰地区总径流量89%，注入斋桑泊，最后流入北冰洋。乌伦古河，支流在山区，山前为散失区，全长573千米，最后归宿于乌伦古湖（布伦托海、福海），在二台站以上，流域面积为2.2万平方千米，补给来源亦以冬季积雪为主，多年平均径流量11亿立方米。两河上游多峡谷和断陷盆地，落差大，水流清澈，含泥沙少，水力蕴藏量约50万千瓦。

阿尔泰山脉植被十分丰富，高山带具有亚寒带山地植被特征，低山带则具有荒漠植被的特征。西北部受西风和北冰洋冷湿气流的影响，较为湿润；东南部山势渐低且相对干燥，故植被类型的垂直分布呈现为东南部比西北部较高。

高山垫状植被主要分布于阿尔泰山西北部海拔3000~3500米的高寒地带。

高山、亚高山的草原草甸分布于2600~3000米之间各河流上游地区。

阿尔泰山森林面积很大，多分布于阴坡和沟谷。自西北向东南，由于气候差异，森林分布的高度上限为海拔2300~2600米，下限为1300~1900米。

山地干草原分布于海拔800~1300米的低山带，因受准噶尔盆地影响，气候较温暖，土壤为粟钙土，生长以干草原为主植被，并有大量灌木渗入。

山麓荒漠、半荒漠植被分布于海拔800米以下的山前残丘和山麓冲积台地上，因受准噶尔盆地影响，气候干燥，雨量稀少，土壤为山地棕色荒漠土。

阿尔泰地区土壤成土母质依地貌部位不同而有差异。在山地多以残积物—坡积物分布最广，其中在高山准平原化的平坦面上微弱切割的水平地段以及剥蚀残余的平缓坡地上多为残积母质，在坡的下部及中下部则以坡积或坡积一残积母质为主。就分布地区来说，布尔津一带的坡积作用更为明显，因此一般的成土母质均为坡积作用的石质物，且有少量残余碳酸盐淀积于石质母质之上；东部福海、富蕴一带为无残余碳酸盐的石质砂土母质，在坡下部沟谷沿山麓则有深厚的残余碳酸盐淀积层，其下的母质层为中砂（0.25~1.0毫米）占80%左右的石质砂土，粗粉砂含量不到8%。在大河河谷两岸尚有冲积（卵石砂土）母质成带状沿河分布。在高山带还有冰碛（砾质沙土）母质。

阿尔泰地区土壤地理分布主要表现为水平地带性、垂直地带性和地域组合性。

阿尔泰山脉西北部有最高峰——友谊峰，海拔为4374米，也是阿尔泰山的主峰。

阿尔泰山脉主要山脉有乌宾斯基山、伊万诺夫斯基山、乌里宾山、图古列茨基山、霍尔宗山、列斯特维亚加山、巴切拉克斯基山、阿努伊斯基山、切尔金斯基山、铁列克山、卡通山、北丘亚山、阿伊古拉克山、库拉依斯基山、斯木利钦山、阿尔腾图山、西萨彦岭、沙普沙勒山、纳雷木斯基山、南阿尔泰山、赛柳格姆山、杭爱山、库尔丘姆斯基山、卡宾山、依莱克山、克孜勒别特山、阿尔泰山主脊、依赫杜尔根乌拉山、曾格勒海尔汗山、卡拉先格尔山、乌兰固木山和戈壁阿尔泰山。

阿尔泰地区野生动、植物资源丰富，有的已列入保护对象。在阿尔泰山的西段，具有典型的南西伯利亚动物种群，以种类（数）繁多的森林动物为主，如松鸡、岩雷鸟、貂熊、紫貂、雪兔等为其代表，羽毛丰厚，可在漫长的深厚积雪环境中生活；水域中以北方冷水型高山淡水鱼占优势，如蜇罗鲑、细鳞鱼、北极茴鱼、江鳕等。在阿尔泰东部河流分布有孑遗动物——河狸，已列为保护区。另外，列为国家一类保护动物的有白肩雕、貂熊、河狸、雪豹、野马、蒙新野驴等，列为二类保护动物的有普通松鸡、黑琴鸡、大鸨、高山雪鸡、胡兀鹫、雪兔、北山羊、马鹿、原麝、水獭、紫貂等，列为三类保护动物的有岩雷鸟等。

阿尔泰地区天然森林面积大，资源蓄积量大，是新疆最具开发潜力的一个林区，主要分布于阿尔泰山山地和额尔齐斯河等河谷地区。在阿尔泰山山地地区，森林主要分布在海拔1300~2600米的阴坡，山地林区总面积达1860万亩，其中森林郁闭度在0.4以上的森林面积为474.4万亩，0.3以下的疏林地面积为129.2万亩。林区森林覆被率为25.5%，活立木蓄积量为8075.9×104立方米，优势种为西伯利亚落叶松，其次为西伯利亚云杉、西伯利亚红松、西伯利亚冷杉、山杨、桦木等，成过熟林分别占林区面积、蓄积的50.2%和65.6%；年生长量为96.5×104立方米，年枯损量为95.9×104立方米，损失严重。乌伦古河与额尔齐斯河河谷林区主要树种为银白杨、黑杨、苦杨、杂交杨、各种柳和桦等，但滥伐严重，有林面积减少很快，现存森林面积26.8万亩、灌木林面积8.8万亩、蓄积量107.7x104立方米。

阿尔泰地区现已发现矿产84种，占全国的43.3%，占新疆的65%；探明E级以上储量的矿产有49种，其中，上矿产储量表的有27种，是自治区上储量表矿种的36%，其中居全国第一位的有白云母、铍、长石；居前10位的有镍、铯、锂、铂、钯、铋、碲、铌；居新疆前列的还有铜、钼、铅、锌、钴、金、银、硫8种。目前已开发利用的矿产有能源、黑色金属、有色金属、贵金属、稀有金属、化工原料、建材及宝石等矿产28种，高冰镍的生产填补了新疆空白，是新疆惟一产锂精矿的地区。

阿尔泰地区盛产宝石，宝石种类多样，有绿柱石类宝石，如绿柱石、祖母绿、海蓝宝石；有电气石类宝石，如红、绿宝石和碧玺等；还有石榴子石宝石等。

岩画长廊沿阿尔泰山绵延1000多千米。阿尔泰是古代北方各民族聚居又不断迁徙之地，古代游牧民在山区及河谷等必经之地凿刻了许多图画，内容有动物形象如羊、牛、马、骆驼、鹿、狼等，也有狩猎、放牧、舞蹈、宗教等人类活动场面。其年代悠久，是考证中亚古代历史和东西方文化交流的教材，具有较高的科研和旅游观光价值。

喀纳斯湖风景名胜区位于布尔津县北部的阿尔泰深山密林之中，为典型冰蚀湖泊，形似弯月，面积有44.78平方千米。

可可托海矿区山水草原风光旅游区位于富蕴县境内，以可可托海宝石矿区为中心，连接周围一系列各具风光的旅游点，如海子口水库。

阿尔泰山拥有丰富的文化遗产，很久以前就发掘出了大量旧石器时代的文物。这里记录着许多部落民族在这方土地上的起起落落。斯吉台、和蒙古等都在这里留下了历史的足迹，直到18世纪中期阿尔泰才正式归属于沙皇俄国。金山-阿尔泰山最为引人注目的历史遗迹当属公元5世纪部落首领的墓群。这些墓群结构复杂，大小各异，林林总总数目可达100多，其中埋葬的许多艺术品更称得上是稀世珍宝。

“阿尔泰”为蒙语，意为“金子”。“阿尔泰山”是“金山”之意，在中国唐代即有此叫法。

阿尔泰山有阿尔泰山原住民、俄罗斯人和哈萨克人定居。土生土长的阿尔泰人（例如阿尔泰——基济人）部落占阿尔泰人口相当大的比例。养马在这一地区十分普遍。在北部，以牛和犛牛为本，而较乾旱的南部则适于绵羊、山羊和骆驼。南部的牧牛者必须广为迁徙，以弥补水草的不足。这些游牧民在目的地支起被称为蒙古包的临时寓所，一种用毛毡和捆扎成格状的兽皮构成的圆形建筑。传统的放牧模式次于较为稳定的定居生活方式。他们的主要职业是畜牧，包括养牛、羊和马。俄罗斯人和哈萨克人主要从事农业和畜牧业或采矿业。大矿山和有色金属（铜、铅和锌）冶炼厂集中在哈萨克和阿尔泰的鲁德内（Rudny，“矿石”）阿尔泰山。它们的能源需要由乌斯季卡缅诺戈尔斯克（Ust-Ka米enogorsk）水电站和布赫塔尔马（Bukhtar米a）水电站供应。阿尔泰地区拥有开发相当良好的森林和木制品业和包括食品加工在内的轻工业。