Предкавказье занято сильно расчлененной широкими и глубоко врезанными долинами и балками Ставропольской возвышенностью, поднятой на высоту 700–800 м, переходящей на востоке в Терско-Кумскую низменность.
Южнее начинаются северные склоны Большого Кавказа, протянувшегося с северо-запада на юго-восток почти на 1000 км. Южные склоны его находятся за пределами России. Граница с Абхазией, Грузией, Южной Осетией и Азербайджаном проходит в основном по гребню Главного, или Водораздельного, хребта.
К Главному хребту Большого Кавказа с севера примыкают параллельные, асимметричные хребты (Боковой, Скалистый и др.). В центральной части Большого Кавказа преобладают острые гребни, пикообразные вершины и скалистые склоны. Здесь находятся все самые высокие вершины России. Наиболее известные из них Эльбрус (5642 м) и Казбек (5033 м), которые представляют собой недавно потухшие вулканы.
Восточная часть Большого Кавказа представлена системой сложно ветвящихся хребтов с крутыми склонами, с глубокими каньонообразными речными долинами, с рядом вершин, превышающих 4000 м.
К северу от Центрального Кавказа на стыке гор и предгорий располагаются отдельные горы, представляющие собой куполообразные поднятия неизлившейся лавы (г. Бештау, Машук и др.). У их подножий находятся многочисленные целебные минеральные источники.
Поднятия Кавказских гор продолжаются и в настоящее время, с ними связаны землетрясения и вулканизм.
В горах Кавказа развито современное оледенение. Среди горных районов России Большой Кавказ занимает первое место по площади ледников.
В горах берут начало многие реки региона. Наиболее крупными являются Кубань и Терек с их притоками, Сулак, Самур и Кума. Бурные горные реки несут массу рыхлого материала, который отлагается в Предкавказье. Регион располагает значительными гидроэнергетическими ресурсами. Горные реки Северного Кавказа благоприятны для строительства гидроэлектростанций.
На Ставропольской возвышенности берут начало реки Егорлык и Калаус. Наиболее известные озера – Тамбуканское озеро с запасами лечебной грязи и озеро Маныч-Гудило. Многочисленные равнинные и горные озера в Дагестане богаты рыбой.
Водные ресурсы округа значительны, но по водообеспеченности на душу населения Северный Кавказ занимает одно из последних мест в стране.
Климат на равнинах региона континентальный, сухой. Зима малоснежная, лето сухое и жаркое. В предгорьях климат более умеренный и влажный, в горах – умеренно прохладный, в котловинах – более теплый.
Степи Среднего Предкавказья большей частью распаханы. Для орошения используются системы каналов (Кубано-Егорлыкская, Большой Ставропольский канал и др.). Восточное Предкавказье занято сухими степями и полупустынями на каштановых почвах с включением крупных песчаных массивов солонцов и солончаков. Традиционно здесь занимаются отгонно-пастбищным животноводством. Пастбища сосредоточены также на горных склонах Кавказа при более низких температурах и большем количестве осадков. Земледелие здесь не имеет сплошного распространения.
В предгорьях и горах Кавказа четко прослеживается высотная поясность. Наибольшие площади в горах занимают леса – в нижнем поясе широколиственные, выше – буковые с вечнозелеными кустарниками, еще выше к ним примешиваются хвойные породы. В целом же для округа характерна небольшая лесистость, но лесные ресурсы выделяются ценным породным составом (граб, бук, явор и др.).

В состав округа входят: Республики Дагестан, Ингушетия, Кабардино-Балкарская, Карачаево-Черкесская, Северная Осетия – Алания, Чеченская Республика и Ставропольский край.

Округ расположен в Предкавказье и на северных склонах Большого Кавказского хребта. С востока он омывается водами Каспийского моря.