- Là khu nằm ở đoạn hẹp ngang nhất ở nước ta kéo dài gần 4 độ vĩ từ thung lũng sông Cả đến đèo Hải Vân, phía đông giáp đồng bằng Thanh - Nghệ - Tĩnh và đồng bằng Bình- Trị - Thiên, Phía tây giáp biên giới Việt Lào.
- Dãy Trường Sơn là một miền núi cổ. Thung lũng sông Cả được xác định là ranh giới giữa kiến tạo Inđôxini và Hecxini, đồng thời đánh dấu sự khác biệt cảnh quan giữa hai khu núi này.
- Đặc điểm nổi bật của địa hình là tính chất đối xứng giữa hai sườn đông và tây. Đường phân thuỷ hẹp ngang nằm ở biên giới Việt Lào. Bắc Trường Sơn ở nước ta nằm ở nằm ở sườn phía đông ngắn dốc, càng về phía nam càng thu hẹp và núi ăn ra sát biển. Cũng vì thế mà sông ngòi ngắn dốc, môđun dòng chảy lớn sức xâm thực mạnh tạo nên địa hình bị cắt xẻ, hiểm trở. Phần lớn các sông có hướng chảy tây đông.
- Đây là khu vực cuối cùng còn chịu ảnh hưởng của gió mùa cực đới, số tháng lạnh trong mùa đông giảm dần về phía nam. Mùa mưa vào thu đông, vùng thấp có gió tây khô nóng.
- Thực vật tự nhiên còn tương đối nhiều, Khu Bắc Trường Sơn rừng giàu nhất ở miền bắc và là khu vực chuyển tiếp thực vật giữa miền bắc và miền nam.
Địa hình
- Núi thấp chiếm ưu thế độ cao trung bình 650-700m, núi cao trên 1000m chỉ chiếm 10% diện tích.
- Địa hình cao ở hai đầu thấp ở quãng giữa. Đoạn thấp nhất là từ Mụ Giạ đến Lao Bảo và vùng núi đá vôi Kẻ Bàng-Khe Ngang. Phía Bắc là những nếp núi phát triển trên địa bối tà Phu Sai Lai Leng- Rào Cỏ.
- Sườn đông bắc Trường Sơn thuộc địa phận Việt Nam dốc mạnh xuống biển nên có hiện tượng cướp dòng của sông ngòi, bên sườn tây thoải hơn hình thành những đèo thấp cắt qua mạch Trường Sơn như đèo mụ Giạ, đèo Lao Bảo, sông Quảng Trị cướp dòng sông Đa Krông và Rào Quán là những phụ lưu của Sêpôn, địa hình bị cắt xẻ sâu, độ sâu phổ biến là 500-750m.
- Từ bắc xuống nam, khu Trường Sơn Bắc được phân chia làm các đơn vị địa mạo sau:
+ Từ hữu ngạn sông cả đến đèo Mụ Giạ địa hình núi trung bình uốn nếp khối làm thành một dải hẹp chạy dọc biên giới Việt Lào, độ cao các khối núi vượt trên 1000m.
+ Đoạn từ đèo Mụ Giạ đi Lao Bảo là quãng thấp nhất của dãy Trường Sơn, vùng đá vôi Kẻ Bàng-Khe Ngang nằm ở tây Quảng Bình.
+ Đoạn từ đèo Lao Bảo đến đèo Hải Vân là vùng núi tây Thừa Thiên. Địa hình lại đội cao dần lên trên 1000m. Trên bề mặt nổi lên những đỉnh Granit cao 1300- 1800m.
Khí hậu
- Khí hậu mang tính chất chuyển tiếp giữa khí hậu vùng núi phía bắc và vùng núi phía nam. Do lãnh thổ kéo dài về phía nam tới giới hạn phạm vị chịu ảnh hưởng của gió mùa nên gió mùa đông bắc tác động ở đây đã yếu hơn hẳn so với các khác trong miền. Mùa mưa đã chậm dần sang thu đông, đây là khu vực chịu ảnh hưởng của gió tây khô nóng.
- Chế độ nhiệt: Tổng lượng bức xạ cao hơn phía bắc. Tổng nhiệt độ 7000-85000C, nhiệt độ TB năm 22- 280C, cao nhất vào tháng 7. Vào nam nhiệt độ tăng dần. Tại Nghệ An, Hà tĩnh còn 3 tháng nhiệt độ trung bình dưới 180C, tới Quảng Trị còn 1 tháng, tới Huế không còn tháng nào.
- Chế độ mưa: Mùa mưa vào thu đông, càng vào nam mùa mưa càng chậm dần, phía bắc Hà Tĩnh mùa mưa từ tháng 7 đến tháng 11, nam Hà Tĩnh trở vào mùa mưa từ tháng 8 đến tháng 12.
- Về mùa hè xen kẽ gió tây khô nóng là gió đông nam của tín phong nửa cầu bắc (Tm) hay khối khí xích đạo (Em) cũng gây mưa. Đầu mùa hè vào tháng 5- 6, mưa gây lũ tiểu mãn cho sông ngòi miền trung là do hội tụ nhiệt đới theo hướng kinh tuyến giữa các khối khí TBg và Tm.
- Vào thời kì tháng 4 -7, gió tây nam Bengan vượt dãy Trường Sơn, gây hiệu ứng phơn khốc liệt ở nước ta, có nơi kéo dài 40 ngày/năm, độ ẩm không khí xuống thấp dưới 50% nhiệt độ đạt 36-370C, bốc hơi rất mạnh.
Thủy văn
- Có mạng lưới sông ngòi dày đặc, hơn 200 sông suối dài trên 10km, đa số là sông nhỏ, ngắn và dốc, diện tích lưu vực không vượt quá 700km2, mật độ sông suối trung bình 1,1km/km2, sông nhiều nghềnh thác, dốc, lũ.
- Lũ hình thành nhanh và rút nhanh, môđun dòng chảy lớn, tháng 5 lũ tiểu mãn thể hiện rõ rệt. Thường là lũ đơn, lũ lên cao kéo dài chỉ 1-2 ngày, cực đại vào tháng 9-10. Đây là khu vực chịu ảnh hưởng mạnh mẽ nhất của bão. Thuỷ chế sông ngòi thất thường. Tổng lượng nước mùa cạn có năm chỉ chiếm 1,3% tổng lượng nước mùa lũ.
- Các sông chính: Đây là khu vực thuộc phụ lưu hữu ngạn sông Cả là Nậm Mô và Ngàn Sâu. Sông Ngàn Sâu chảy từ vùng núi tây Hương Khê qua vùng trũng Hương Khê nhập vào sông Ngàn Phố.
Thổ nhưỡng
- Do nằm ở vĩ độ thấp, nền nhiệt độ cao nên quá trình đất feralit diễn ra mạnh hơn các miền núi phía Bắc. Vành đai nhiệt đới ở Bắc Trường Sơn lên cao so với khu đông Bắc từ 200- 300m, cao hơn khu tây bắc 100-200m.
- Chuyển tiếp lên vành đai á nhiệt đới tới độ cao 1700m là loại đất feralit có mùn trên núi. Loại đất này làm thành một dải dọc biên giới và tại các nhánh núi đâm ngang ra biển như Hoành Sơn, Bạch Mã.
Sinh vật
- Là khu mưa nhiều nên thảm thực vật phát triển tốt. Rừng nguyên sinh ở đây là một trong các kiểu thảm thực vật có năng suất lớn nhất nước ta với nhiều loại gỗ quí. Sự giao thoa các luồng thực vật phía bắc xuống và phái nam lên và phía tây sang làm cho thnàh phần loài phong phú, có nhiều loài đặc hữu. Đặc trưng cho phương nam là thực vật họ dầu.
- Rừng ở đây còn nhiều nhất so với miền Bắc, nhiều vườn quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên được thành lập để bảo tồn cảnh quan Nguyên sinh với đa dạng sinh học của vùng;