喀尔巴阡山脉是阿尔卑斯山脉的东部延伸，位于欧洲中部，全长1450公里，从斯洛伐克布拉迪斯拉发附近的多瑙河谷起，经波兰、俄罗斯边境到罗马尼亚西南多瑙河畔的铁门，呈半环形横卧大地。
喀尔巴阡山脉是阿尔卑斯造山运动前期构成的褶皱山脉，后来历经风化侵蚀，继续上升，山势浑圆，断层作用发达，有极为显著的块状地形。喀尔巴阡山脉的海拔一般在2000 米以下，由于地势不高，冰川地貌仅出现在少数几座较高的山峰。
喀尔巴阡山脉在地质构造上形成了近于平行的三条构造带，即外带、中带和内带。外带由白垩纪和第三纪的页岩、砂岩等组成，呈中山地貌，山顶浑圆，山坡平缓；中带由古老的结晶岩和变质岩构成，间有中生代石灰岩分布，多呈块状山，山势较高；内带则是由第三纪火山岩构成的山脉。
喀尔巴阡山脉可以划分为西喀尔巴阡山、中喀尔巴阡山、东喀尔巴阡山、南喀尔巴阡山、比霍尔山地及特兰西瓦尼亚高原5 段，每段特点各有不同。西喀尔巴阡山是喀尔巴阡山脉最高的一段，同时也是最宽的一段。这一段从布拉迪斯拉发到杜克拉山口，外、中、内三条构造带的分布十分明显。外带属复理层带，有西贝斯基德山等；中带为结晶岩山体，山势挺拔险峻，北部高塔特拉中脉的格尔拉赫峰是全喀尔巴阡山脉的最高峰，海拔2655 米，这里有角峰、冰斗、悬谷等冰蚀地貌；内带在斯洛伐克矿山，这里是面积广大的第三系喷出岩区。
中喀尔巴阡山也称森林喀尔巴阡山，它从杜克拉山口到蒂萨河河源，这里复理层带占优势，山体较窄，山势也最低，有许多低矮的山口，成为南北交通的重要通道。
东喀尔巴阡山从蒂萨河河源到布拉索夫，在这一段山体增宽，三条构造带重新出现，外带由几条平行的山岭构成，中带是山势高峻的罗德纳山，内带则由克利曼山等组成一条高耸的长岭。
南喀尔巴阡山又称特兰西瓦尼亚阿尔卑斯山脉，从布拉索夫西折到铁门，主要由结晶岩构成，山高坡陡，有许多海拔2200 米以上的山峰，冰川地貌发育。
比霍尔山地和特兰西瓦尼亚高原虽然被划为同一段，但二者在地质构造上并不相同。比霍尔山主要由古老花岗岩和结晶片岩构成，山势浑圆，呈块状地貌。特兰西瓦尼亚高原的表层由呈水平状分布的第三系岩层构成，夹有石膏层和岩盐层，这里由于受风化作用而呈丘陵地貌，海拔一般为500～600米，是喀尔巴阡山脉中最大的山间盆地。
喀尔巴阡山脉的气候属于西欧海洋性与东欧大陆性之间的过渡型。1 月平均气温在－2～－5℃，7 月平均气温在17～20℃，年降水量800～1000 毫米，在最高地段和迎风坡年降水量可达1200 毫米以上，而山麓和内部盆地一般只有600～800 毫米。喀尔巴阡山脉夏季降水较多，积雪期在山地可达5个月。