Խիստ առանձնահատուկ է Հայկական լեռնաշխարհի երկրաբանական կառուցվածքը․ երկրակեղևի հաստատությունն իջվածքներում կազմում է 38-40 կմ, բարձրացումներում՝ 52–53 կմ: Այստեղ կան գրեթե բոլոր երկրաբանական ժամանակաշրջանների գոյացությունները՝ սկսած մինչքեմբրի հնագույն փոխակերպային ապարներից մինչև անթրոպոգենի հրաբխային ու նստվածքային առաջացումները: Ինչպես ամբողջ լեռնաշխարհը, այնպես էլ ՀՀ տարածքը հրաբխականության դասական երկիր է:
Հայաստանի տարածքը հս-արմ-ից հվ-արլ. ունի մոտ 400 կմ ձգվածություն, իսկ առավել լայնությունն արմ-ից արլ. կազմում է 200 կմ, ամենանեղ մասի երկարությունը 26 կմ է (Զանգեզուր):
Հայկական լեռնաշխարհում լեռնակազմական շարժընթացները տակավին շարունակվում են, ինչի մասին վկայում է Նեմրութ և Թոնդրակ գործող հրաբուխների առկայությունը:
Այն երկրագնդի ամենաակտիվ երկրաշարժամետ շրջաններից է, իսկ ուժգնությամբ ու մասշտաբներով ամենաաղետալին 1988-ի Սպիտակի երկրաշարժն էր:
Հայկական լեռնաշխարհի աշխարհագրական դիրքով, տեղանքի բացարձակ բարձրությունների զգալի տարբերություններով ու բազմաթիվ այլ հատկանիշներով պայմանավորված՝ խիստ առանձնահատուկ են կլիման, լանդշաֆտները և համապատասխան բուսական ու կենդանական աշխարհները: Դրանց փոփոխությունները կատարվում են վերընթաց գոտիականության օրինաչափություններով: Կլիմայի այդպիսի բազմազանությունը («բևեռային շրջանից» մինչև մերձարևադարձ) այստեղ կարելի է տեսնել ընդամենը մեկ օրվա ճամփորդության ընթացքում: Ջերմաստիճանի փոփոխության լայնույթը Հայաստանում հասնում է մինչև 85°: Օդի միջին տարեկան ջերմաստիճանը 5,5°C է, հուլիսին՝ 16,7°C, Արարատյան դաշտում՝ 24-26°C, բացարձակ առավելագույնը Արտաշատում՝ 43°C (Երևանում՝ 42°C): Հունվարի միջին ջերմաստիճանը -6,7°C է, բացարձակ նվազագույնը - 42°C է (գ. Պաղակն՝ ՀՀ Շիրակի մարզ): Տեղումները խիստ անհամաչափ են. դրանց հիմնական մասը թափվում է գարնանն ու ամռան սկզբներին, մյուս մասը՝ աշնանն ու ձմռանը: 4000 մ-ից բարձր ձյունը պահպանվում է շուրջտարին. ձյան սահմանը (4100-4200 մ) ցայտուն արտահայտված է Մասիսի (մշտապես ծածկված է սառցադաշտերով) և Սիփանի գագաթներին:
Քամու տարեկան միջին արագությունը 1,0 մ/վ-ից (Մեղրի) 8,0 մ/վ է (Սիսիանի լեռնանցք):
Հայկական լեռնաշխարհից սկիզբ են առնում Առաջավոր Ասիայի հայտնի 4 գետերը՝ Եփրատը, Տիգրիսը, Արաքսը և ճորոխը: Դրանք լեռնային գետեր են, որոնց բնորոշ են մակարդակի կտրուկ տատանումները, հզոր արտաբերման կոները, մեծ արագությունը (ինչի շնորհիվ չեն սառչում) և սահանքների ու ջրվեժների առատությունը:
Հայաստանի տարածքով հոսող գետերը (9479 գետ ու գետակ՝ 23 հզ. կմ ընդհանուր երկարությամբ) Հարավային Կովկասի 2 խոշոր գետերի՝ Կուրի և Արաքսի վտակներն են: Տարածքի 76 %-ը (22556 կմ²) պատկանում է Արաքսի, 24 %-ը (7187 կմ²)՝ Կուրի ավազաններին: ՀՀ ջրերի միջին տարեկան հոսքը մոտ 6,2 մլրդ մ³ է, որից ստորգետնյա ջրերինը՝ 3 մլրդ մ³: Տեղումները կազմում են 17,6 մլրդ մ³, գոլորշացումը՝ 11,5 մլրդ մ³: Հայկական լեռնաշխարհի գետերն ունեն մեծ հզորության (25-30 մլն կՎտ) էներգետիկ պաշարներ:
Լեռնաշխարհի լճերը հիմնականում տեկտոնական, հրաբխային և սառցադաշտային ծագման են: Խոշոր լճերն են Ուրմիան, Վանը և Սևանը: Սևանա լիճը Հայաստանի միակ խոշոր ջրաղբյուրն է, աշխարհի ամենաբարձր և ամենամեծ լեռնային լճերից մեկը: Լեռնաշխարհը հարուստ է ստորերկրյա ջրերով [որոնք, երբեմն մակերևույթ դուրս գալով, առաջացնում են շամբուտներ (Միջին-արաքսյան գոգավորություն)] և բազմաթիվ հանքային առողջարարական ջրերով:
ՀՀ սակավահող երկիր է (մեկ շնչին ընկնող ցուցանիշով՝ 0,4 հա, աշխարհում զբաղեցնում է վերջին տեղերից մեկը), սակայն այստեղ հանդիպում են երկրագնդի վրա տարածված հողերի գրեթե բոլոր տեսակները (պոդզոլայինից և լատերիտայինից բացի)՝ ավելի քան 15 տիպի և մի քանի տասնյակ ենթատիպերի հողեր:
