大兴安岭位于黑龙江省、内蒙古自治区北部，是内蒙古高原与松辽平原的分水岭。北起黑龙江畔，南至西拉木伦河上游谷地，东北-西南走向，全长1200多公里，宽200-300公里，海拔1100-1400米，主峰索岳尔济山。大兴安岭原始森林茂密，是我国重要的林业基地之一。主要树木有兴安落叶松、樟子松、红皮云杉、白桦、蒙古栎、山杨等。
位于中国东北，是内蒙古自治区的主要山系，南北长约1220公里，是其东侧的松辽平原与西侧高大的蒙古高原的分界。大兴安岭南起于热河高地(承德平原)，北迄黑龙江。山脉也是其东侧的辽河水系、松花江和嫩江水系与其西北侧的黑龙江源头诸水及支流的分水岭，山脉南段西坡的水注入蒙古高原。大兴安岭中的“兴安”系满语，意为“极寒处”，应为气候寒冷，故有此名。大兴安岭与小兴安岭相对。

  大兴安岭地区位于祖国最北部边陲，东与小兴安岭毗邻，西以大兴安岭山脉为界与内蒙古自治区接壤，南濒广阔的松嫩平原，北以黑龙江主航道中心线与俄罗斯为邻。东经121°12′至127°00′；北纬50°10′至53°33′。面积8.46万平方千米。
大兴安岭是中国最北、面积最大的现代化国有林区，总面积8.46万平方公里，相当于1个奥地利或137个新加坡。林木蓄积量5.01亿立方米，占全国总蓄积量7.8%，总人口51万，边境线长791.5公里，下辖塔河、漠河、呼玛三县，加格达奇、松岭、新林、呼中、四区和得耳布尔、莫尔道嘎等十四个林业局。
大兴安岭平均海拔1,200～1,300米(3,950～4,250呎)，最高峰达2,035米(6,673呎)。山脉北段较宽，达306公里，南段仅宽97公里。形成于侏罗纪造山运动时期，沿东侧的走向断层掀升翘起，成为掀斜断块，造成东西两坡的斜度不对称。东坡较陡，西坡则向蒙古高原和缓倾斜，海拔790～1,000米(2,600～3,300呎)。大兴安岭大部为火成岩，地形平滑，山顶浑圆，山坡较平缓。山脉东坡被嫩江及松花江的许多支流深深地切割。

大兴安岭为重要的气候分带。夏季海洋季风受阻于山地东坡，东坡降水多，西坡干旱，二者呈明显的对比，但整个山区的气候比较湿润，年降水500公釐(20吋)以上。山脉北段是中国东部地区最冷之地，冬季严寒(平均气温-28℃〔-18℉〕)，有大面积多年冻土区。该地区覆被著茂密的森林，野生动物丰富，有鹿、麋、貂、山兔及许多毛皮兽。山脉中段与南段温暖干燥得多，1月气温约-21℃(-5℉)，年降水量250～300公釐(10～12吋)，雪量也较少。北段的针叶林在南段逐渐转变成阔叶林，最後是点缀於林地之间的草场。山脉南段的森林覆被达到海拔1,500公尺(5,000呎)以上的高地，但此地更大面积覆被著高草。1987年5月6日一场灾难性大火，席卷大兴安岭，可能摧毁了100万公顷(250万亩)林木，称为五六大火。又因黑龙江流过林区，称为「黑龙大火」。
地势呈西高东低，位第一阶梯阶第二梯及其结合部，南北走向的中山系大兴安岭山脊以东为第三阶梯地，以西为第二阶梯地。海拔300-700米。全区地形总势呈东北－－西南走向，属浅山丘陵地带。北部、西部和中部高。平均海拔573米；最高海拔1528米，系伊勒呼里山主峰－－呼中区大白山；最低海拔180米，是呼玛县三卡乡沿江村。冬寒夏暖，昼夜温差较大，年平均气温-2.8℃，最低温度-52.3℃，无霜期90-110天，年平均降水量746毫米，属寒温带大陆性季风气候。