Na severu oblasti se rozkládá pohoří Sajughem, známé také jako Kolyvanský Altaj, které se táhne severovýchodně od 49° s. š. a 86° v. d. směrem k západnímu výběžku Sajanského pohoří na 51° 60′ s. š. a 89° v. d. Jejich střední nadmořská výška je 1 500 až 1 750 m. Sněhová hranice probíhá ve výšce 2 000 m na severní straně a 2 400 m na jižní straně a nad ní se tyčí členité vrcholky asi o 1 000 m vyšší. Horských průsmyků napříč pohořím je málo a jsou obtížné, hlavními jsou Ulan-daban ve výšce 2 827 m (podle Kozlova 2 879 m) a Čapchan-daban ve výšce 3 217 m na jihu, resp. severu. Na východě a jihovýchodě je toto pohoří lemováno velkou mongolskou náhorní plošinou, přičemž přechod je postupně ovlivněn několika menšími náhorními plošinami, jako jsou Ukok (2 380 m) s údolím Pazyryk, Chuja (1 830 m), Kendykty (2 500 m), Kak (2 520 m), (2 590 m) a (2 410 m).
Tato oblast je poseta velkými jezery, např. Uvs ve výšce 720 m n. m., Khyargas, Dorgon a Khar ve výšce 1 170 m, a protínají ji různá pohoří, z nichž hlavní jsou pohoří Tannu-Ola, probíhající zhruba souběžně s pohořím Sajan až na východ k pohoří Kosso-gol, a pohoří Khan Khökhii, táhnoucí se rovněž na západ a východ.
Severozápadní a severní svahy pohoří Sajughem jsou extrémně strmé a obtížně přístupné. Na této straně leží nejvyšší vrchol pohoří, dvouhlavá Belucha, jejíž vrcholy dosahují výšky 4 506, resp. 4 440 m a dávají vzniknout několika ledovcům (souhrnná plocha 30 km2 , stav k roku 1911). Altajci ho nazývají Kadyn Bazhy, ale říká se mu také Uch-Sumer. druhý nejvyšší vrchol pohoří se v mongolské části jmenuje Khüiten Peak. Tento mohutný vrchol dosahuje výšky 4374 m. Četné výběžky, vybíhající všemi směry z pohoří Sailughem, vyplňují prostor mezi tímto pohořím a Tomskou nížinou. Takové jsou Chujské Alpy, které mají průměrnou výšku 2700 m, s vrcholy ve výšce 3500 až 3700 m a na jejich severním svahu se nachází nejméně deset ledovců; Katunské Alpy, které mají průměrnou výšku asi 3000 m a jsou většinou pokryté sněhem; Cholzunské pohoří; Korgon 1900 až 2300 m, Talitské a Selitské pohoří; Tigerecké Alpy.
Geografové rozlišují také několik druhotných náhorních plošin nižších nadmořských výšek, Katunská dolina začíná jako divoká soutěska na jihozápadním svahu Běluhy; po velkém ohybu pak řeka (dlouhá 600 km) proráží Katunské Alpy a vstupuje do širšího údolí, ležícího ve výšce 600 až 1 100 m, které sleduje, dokud nevystoupí z Altajské vysočiny a nespojí se s Bílou v nejmalebnější oblasti. Katun a Bija společně tvoří řeku Ob.
Dalším údolím je údolí Čaryš, které má na jedné straně Korgonské a Tigerecké Alpy a na druhé straně Taličské a Bašalatské Alpy. I to je velmi úrodné. Altaj při pohledu z tohoto údolí představuje nejromantičtější scenérie, včetně malého, ale hlubokého Kolyvanského jezera (360 m n. m.), které je obklopeno fantastickými žulovými kopulemi a věžemi.
Dále na západ se údolí Uby, Ulby a Buchtarmy otevírají jihozápadním směrem k Irtyši. Dolní část prvního z nich je stejně jako dolní údolí Charyše hustě osídlena; v údolí Ulby se nachází Ridderský důl na úpatí Ivanovského štítu (2 060 m), oděný alpskými loukami. Údolí Buchtarmy, které má délku 320 km, vzniká rovněž na úpatí vrcholů Běluha a Kujtun, a protože v délce asi 300 km klesá z alpské náhorní plošiny ve výšce 1 900 m k Buchtarské pevnosti (345 m) asi o 1 500 m, nabízí nejvýraznější kontrasty krajiny a vegetace. Jeho horní části oplývají ledovci, z nichž nejznámější je Berel, který sestupuje z Belukhy. Na severní straně pohoří, které odděluje horní Buchtarmu od horního Katunu, se nachází ledovec Katun, který se po dvou ledopádech rozšiřuje na 700 až 900 metrů. Z jeskyně v tomto ledovci bouřlivě vytéká řeka Katun.
Střední a dolní část údolí Buchtarmy byla od 18. století kolonizována uprchlými ruskými rolníky, nevolníky a náboženskými rozkolníky (raskolniky), kteří zde na čínském území vytvořili svobodnou republiku, a po připojení této části údolí k Rusku v roce 1869 byla rychle kolonizována. Vysoké doliny dále na sever, na stejné západní straně Sailughemského pohoří, jsou jen málo známé, jejich jedinými návštěvníky jsou kyrgyzští pastevci.
Doliny Baškaus, Čulšman a Čulča, všechny tři vedoucí k vysokohorskému jezeru Teletskoje (délka 80 km; maximální šířka 5 km; nadmořská výška 520 m; rozloha 230,8 km2; maximální hloubka 310 m; střední hloubka 200 m), jsou obývány Telengity. Břehy jezera se zvedají téměř kolmo do výšky přes 1 800 m. Z tohoto jezera vytéká řeka Bija, která se u Bijsku vlévá do Katunu a poté se klikatí stepí na severozápadě Altaje.
Dále na sever pokračuje Altajská vysočina v Kuzněckém okrese, který má poněkud odlišný geologický aspekt, ale stále patří do altajské soustavy. Řeka Abakan, která pramení na západním rameni Sajanského pohoří, však patří do soustavy Jenisejské. Kuzněcké pohoří Ala-tau na levém břehu Abakanu vybíhá na severovýchodě do Jenisejské vlády, zatímco komplex pohoří (Čukčut, Salajr, Abakan) vyplňuje krajinu na severu směrem k Transsibiřské magistrále a na západě k Obu.
Ek-tagh neboli Mongolský Altaj, který odděluje Chovdskou pánev na severu od Irtyšské pánve na jihu, je skutečným pohraničním pásmem, neboť se zvedá ve strmém a vysokém srázu z Džungarské kotliny (470-900 m), ale na severu klesá poměrně krátkým svahem k náhorní plošině (1 150 až 1 680 m) severozápadního Mongolska. Východně od 94° v. d. pokračuje pohoří dvojitou řadou horských řetězců, z nichž všechny vykazují méně výrazné orografické rysy a jsou ve výrazně nižších nadmořských výškách. Svahy jednotlivých řetězců soustavy obývají převážně kočovní Kyrgyzové.
Pět nejvyšších pohoří Altaje je následujících:
- Belucha, 4 506 m, Kazachstán-Rusko
- Vrchol Khüiten , 4 374 m, Čína-Mongolsko
- Mönkh Khairkhan , 4 204 m, Mongolsko
- Hora Sutai , 4,220 m (13,850 ft), Mongolia
- Tsambagarav , 4,195 m (13,763 ft), Mongolia
-
Markakol reserve, Altay Mountains, Kazakhstan
-
Katun River in the Altai Mountains
-
The Kucerla Valley in the Altai Mountains