Алтай — самая высокая горная область Южной Сибири. Наиболее высокие альпийские хребты расположены в Центральном и частично Восточном Алтае; они поднимаются выше 3000— 4000 м и покрыты вечными снегами и ледниками.
На юго-востоке области, там, где она примыкает к Монгольскому Алтаю, поднимается массив Табын-Богдо-Ола (высшая точка — гора Найрамдал — 4356 м). Западным продолжением этого массива служит цепь хребтов Южного Алтая. В ее состав входят вытянутые в широтном направлении хребты: собственно Южный Алтай, Сарымсакты и Нарымский. В восточной части Южный Алтай образован сильно расчлененными высокими (до 3200—3900 м) горными массивами, которые увенчаны многочисленными скалистыми пиками. Нарым-ский хребет значительно ниже; лишь отдельные его вершины поднимаются выше 2000 м.
К северу от Южного Алтая располагается межгорное понижение, занятое плоскогорьем Укок (2200—2600 м) на востоке и продольной долиной реки Бухтармы на западе. Над ними возвышаются крутые склоны хребтов Центрального Алтая, простирающихся в близком к широтному направлении. Восточная половина Центрального Алтая образована двумя почти параллельными альпийскими хребтами: Северо-Чуйским и Южно-Чуйским. Средняя высота их гребня превышает 3200 м; наиболее высокие вершины — Иикту (3942 м) и Ирбисту (3960 м). Максимальные высоты Северо-Чуйских Белков в горной группе Биш-Иирду превосходят 3700 — 3800 м, а гора Маашей-Баш достигает 4173 м. Белками здесь называют хребты и вершины, поднимающиеся выше границы древесной растительности, на которых даже летом сохраняются снежные поля. Глубоким ущельем реки Аргут Южно-Чуйский хребет отделяется от Катунских Белков, которые поднимаются выше 4000—4200 м. Здесь расположена и самая высокая вершина Алтая — двуглавая гора Белуха (4506 м). К Центральному Алтаю обычно относят также хребты Холзун (до 2600 м) и Теректинский (2800—2900 м).
Восточный Алтай включает три хребта: Сайлюгем, Чихачева и Шапшальский. Все они имеют значительную высоту (3200—3500 м), а некоторые вершины хребта Чихачева поднимаются выше 4000 м.
Территория, расположенная севернее и западнее Центрального и Восточного Алтая, занята средневысотными эрозионными хребтами западного, северо-западного, а на севере местами и меридионального направления. Чем дальше от центральных районов области, тем ниже становятся эти хребты. Очень часто их гребень представляет собой ровную поверхность древнего плоскогорья, над которой поднимаются отдельные сопки высотой до 200—400 м. Среди наиболее высоких хребтов этой части Алтая можно отметить Курайский (3000—3400 м), Коргонский (1800—2500 м) и Чулышманское нагорье (2500—3100 м).
Для Алтая характерны обширные межгорные котловины, расположенные на различной высоте. Самые крупные из них — Чуйская и Курайская в среднем течении Чуи, а также Уймонская, Абайская, Канская и Урсульская.