В пределах республики — Шахдагский, Муровдаг (г. Гямыш, 3724 м). Карабахский хребты М. Кавказа с широким развитием поверхностей выравнивания. Внутренняя часть Малого Кавказа — Карабахское нагорье, для рельефа которого характерны обширные лавовые плато, конусы потухших вулканов. Средневысотные эрозионно-тектонические горы Талыша состоят из 3 хребтов, достигающих высоты 2477 м.
В рельефе Нахичиванской АССР выделяются Приараксинские наклонные равнины и плато и интенсивно расчленённые южные склоны Айоцдзорского и Зангезурского (г. Капутджух, 3904 м) хребтов. В предгорной зоне — купола Иландаг и др. Наиболее высокие хребты М. Кавказа (Зангезурский, Муровдаг и др.) сохраняют следы ледникового рельефа.
М.А.Мусеибов.
Геологическое строение и полезные ископаемые. Территория А. расположена на востоке Кавказского сегмента Альпийской геосинклинальной области. С востока к А. примыкает огромная меридиональная депрессия Каспийского моря. Северная часть А. охватывает восточный отрезок сложно построенного южного крыла мегантиклинория Большого Кавказа, а также область его юго-восточного погружения (см. Кавказ — Геологическое строение и полезные ископаемые). В строении этой части А. участвуют главным образом осадочные отложения юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой и антропогеновой систем. Из них наиболее характерны глинисто-сланцевые толщи ср. юры, флишевые образования поздней юры — раннего палеогена и олигоценнеогеновые молассы. В юго-восточном направлении древние слои сменяются всё более молодыми, и линейная складчатость замещается промежуточной и прерывистой. У южного подножия Большого Кавказа, в полосе Шеки — Шемаха развиты вулканогенные образования ср. юры и мела.
На Апшеронском полуострове, Апшеронском и Бакинском архипелагах сосредоточены крупные залежи нефти и газа в продуктивной толще ср. плиоцена и отложениях майкопской свиты (олигоцен — ранний миоцен). Центральная часть А. относится к области Куринской межгорной впадины, характеризующейся накоплением мощной толщи неогеново-антропогеновых моласс. Эти отложения в полосе к Ю. от продольной Алазань-Агричайской депрессии смяты в крутые, отчасти надвинутые к Ю., складки, а в пределах Кура-Араксинской низменности образуют пологие брахиантиклинальные поднятия. В низовьях Куры к ним приурочены значительные залежи нефти и газа в продуктивной толще и в отложениях апшеронского яруса.
В южной части А. расположена система Малого Кавказа, в сложении которой основную роль играют вулканогенные породы ср. юры, вулканогенные и карбонатные отложения позднего мела и вулканогенно-терригенные отложения палеогена. На севере Малого Кавказа известны небольшие выходы метаморфических пород докембрия. Имеются многочисленные интрузии гранитоидов — позднеюрские и позднеэоценовые; с первыми связано крупное Дашкесанское месторождение железной руды и косвенным образом — Загликское алунитовое в том же районе. Здесь же расположено известное месторождение лечебной нефти Нафталан. В полосе, пересекающей верховья рек Тертера и Акеры, распространены внедрения основных и ультраосновных пород. Нахичеванская депрессия вдоль Аракса выполнена лагунным миоценом, а на территории Нахичеванской АССР развиты терригенно-карбонатные отложения силура, девона, раннего карбона, карбонатные — перми — триаса (Шаруро-Джульфинский антиклинорий) и мела — палеоцена — эоцена (Ордубадский синклинорий). Разрабатываются месторождения молибдена, каменной соли и др. На Карабахском нагорье — проявления субаэрального плиоценово-антропогенового вулканизма. Талышские горы, отделённые от Малого Кавказа поперечной депрессией нижнего Аракса, представляют собой систему осложнённых разрывами складок мор. палеогеновых (внизу — вулканогенных, вверху — терригенных) и миоценовых слоев.
На юго-восточном погружении Большого Кавказа, в Кура-Араксинской низменности, на значительной части прилегающей к А. акватории Каспийского моря и в др. районах республики развиты грязевые вулканы (св. 200). Многие районы А. отличаются повышенной сейсмичностью, особенно южный склон Большого Кавказа в районе Шеки — Шемахи и южная часть Малого Кавказа, прилегающая к Араксу. А. располагает многочисленными термальными и холодными минеральными источниками, среди которых источники типа кисловодского Нарзана (Бадамлы, Туршсу). Ессентуков (Истису) и др.
В.Е. Хаин, Ш.Ф. Мехтиев.
Климат. А. в основном расположен в субтропической зоне. На территории А. можно выделить несколько типов климата — от сухого и влажного субтропических до климата нагорных тундр. Среднегодовая температура меняется от 14,5°С на низменностях до 0°С и ниже в горных районах. Средняя температура июля в низменных районах 25—27°С (и выше — в Нахичеванской котловине), в высокогорье 5°С и ниже. Лето на низменностях сухое. Средняя температура января от 0 до +3°С в низменных районах (и выше — Ленкоранская низменность), от —3 до —6°С в среднегорье и ниже —10°С в высокогорном поясе. Абсолютный максимум температуры достигает 40, 43°С, абсолютный минимум опускается до —30°С (в Нахичеванской котловине и на высокогорье). Господствуют ветры: северные (Апшеронский полуостров), северо-западные — юго-восточные (Кура-Араксинская низменность), западные (Ленкоранская низменность).
Осадки распределены крайне неравномерно. На южном побережье Апшеронского полуострова, в юго-восточном Ширвани и юго-восточном Кобустане (предгорья Большого Кавказа) за год выпадает менее 200 мм осадков, в Кура-Араксинской низменности и Нахичеванской котловине 200 — 300 мм, в предгорьях и среднегорном поясе 300 — 900 мм, на южном склоне Большого Кавказа 1000 — 1300 мм, в Ленкоранском районе 1200 — 1400 мм (иногда до 1700 — 1800 мм). В Ленкоранском районе основное количество осадков выпадает в холодное время года, в остальных горных районах и предгорьях — с апреля по сентябрь.
Внутренние воды. В А. насчитывается до 1250 рек (из них только 21 река длиной более 100 км). Горные области (1000 — 2500 м) характеризуются большой густотой речной сети (0,40 — 0,50 км/км2), на равнинах она значительно меньше (0,5 — 0,10 км/км2). Крупнейшая река Кавказа Кура протекает по республике с С.-З.на Ю.-В. и впадает в Каспийское море. Главный приток Куры - Аракс течет вдоль южной границы А. Большинство рек А. относится к бассейну реки Куры. Реки севера-востока А. и Талыша впадают непосредственно в Каспийское море С юго-восточных склонов Большого Кавказа берут начало селеносные реки южного склона: Белоканчай, Мухахчай, Талачай, Курмухчай и др.; к С.-В. от водораздела текут Самур, Кудиалчай и др. С высокогорья юго-восточной части Малого Кавказа берут начало правые притоки Куры — Шамхорчай, Акстафа, Гянджачай, Тертер и левый приток Аракса — Акера. На большинстве рек наибольший сток отмечается в тёплое полугодие (апрель—сентябрь), а на реках Талыша — в зимнее полугодие октябрь — март). Реки после выхода с гор на равнину используются для орошения. На реке Куре крупная Мингечаурская ГЭС и водохранилище (пл. 605 км2, объём воды около 16 млн. км3), от которого берут начало магистральные оросительные каналы — Верхнекарабахский и Верхнеширванский. Ниже Мингечаурской ГЭС по реке Куре местное судоходство.