沅江和澧水干流的分水岭。位于湖南西北部及 黔、鄂、湘三省边境。主脉自贵州中部呈北东—南西走向，联络佛顶山（1 835 米）、梵净山（2 494 米），逶迤于乌江与沅江之间。东北延入湖南境后分 为 2 支；西北侧为八面山褶皱带，早古生代、晚古生代及中生代早期的沉积 发育普遍，灰岩、泥岩及石英砂岩分布甚广，中三叠世后形成一系列较平缓 开阔的复式背向斜，成为北东向交叠起伏岭谷地貌的构造骨架，有白云山 （1321 米）、太灵山（1577 米）、八大公山（1890 米）、朱家垭（1161 米）、 大山界（1350 米）、东山峰（1491 米）等多条平行斜列的岭脊。
东南侧为江 南地轴，系一长期隆起的复式背斜，核部为板溪群浅变质岩，翼部由震旦系 硅质岩、冰碛砾岩和寒武系灰岩组成，中生代后产生断裂而相对抬升，构成 长约 270 公里，平均海拔千米左右的武陵山主干山脊，其中多老周（1060 米）、 亚公山（1227 米）、喇叭头（1 026 米）、净山界（1 014 米）、人头山（1 327 米）、天门山（1 518 米）绵延起伏，至常德西部的太和山而低落。武陵 山地为中国新华夏系第三隆起带的一部分，属于向北西突出的弧形构造，有 一系列的褶皱和断裂。由于受近代鄂西—贵州高原大面积急剧上升的影响， 具有自西北向东南掀斜上升的性质，山岭丛聚，沟壑纵横，喀斯特地貌发育； 并呈现 1200 米、1000 米、800 米、600 米、450 米、350 米等多级剥夷面； 宏观地形高差不显著，其间残留若干较平缓的山顶面，东南侧切割甚深、边 坡陡峭，属湘鄂黔山原台地的组成部分。
山区气候属亚热带向暖温带过渡类型，夏凉冬冷，雨量适中。以龙山八 面山（1 346 米）和石门东山峰（1 491 米）两站为例，年均温分别为 10.3 ℃与 9.2℃，1 月均温为-0.8℃与-1.9℃，7 月为 21.1℃与 19.6℃；年降水 量 1 700 毫米左右，相对湿度 82％，积雪日数分别为 49 与 63 天。因成土母 质、地势和水热条件的影响，主要发育石灰土和黄壤以及山地黄棕壤。植被 为华中区系，属栎栲、光叶水青冈、猴樟、楠木林、桕木、黄杉林、油桐林 植被区。代表种类有水杉（野生）、黄杉、铁坚杉、巴山榧树、大果槭、杜 仲、鞘柄木、猫儿屎、珙桐、水青树、红豆杉、连香树、鹅掌楸、伞花木、 滇楸、毛红桩等，其中多古老孑遗种属。
经济林木有油桐、乌桕、核桃、漆 树、杜仲、厚朴、雪花皮、五倍子等。山林栖息熊、猴、云豹、苏门羚、灵 猫、林麝、獐、麂及红腹角雉、黄腹角雉、画眉、锦鸡等多种动物。著名武 陵源风景名胜区位于大庸、慈利和桑植 3 市县的山区中，由张家界国家森林 公园、索溪峪自然风景区和天子山自然风景区组成，总面积达 396 平方公里。