A régió északi részén található a Szajughem-hegység, más néven Kolyvan Altaj, amely az északi szélesség 49°-tól és a keleti hosszúság 86°-tól északkelet felé, a Szajan-hegység nyugati végpontja felé húzódik az északi szélesség 51° 60′ és a keleti hosszúság 89° között, átlagos magassága 1500-1750 m. A hóhatár az északi oldalon 2000 m-en, a déli oldalon 2400 m-en húzódik, fölötte pedig mintegy 1000 m-rel magasabbra tornyosulnak a zord csúcsok. A hegyvonulatot átszelő hágók száma kevés és nehéz, a legfontosabbak a 2 827 m magas Ulan-daban (Kozlov szerint 2 879 m) és a 3 217 m magas Csapcsan-daban délen és északon. Keleten és délkeleten ezt a hegyvonulatot Mongólia nagy fennsíkja szegélyezi, az átmenetet fokozatosan több kisebb fennsík érinti, mint például az Ukok (2.380 m) a Pazyryk völgyével, a Chuya (1.830 m), a Kendykty (2.500 m), a Kak (2.520 m), (2.590 m) és (2.410 m).
Ezt a vidéket nagy tavak szegélyezik, pl. az ún. Uvs 720 m tengerszint feletti magasságban, Khyargas, Dorgon és Khar 1.170 m, és különböző hegyvonulatok szelik át, amelyek közül a legfontosabbak a Tannu-Ola-hegység, amely nagyjából párhuzamosan fut a Szajan-hegységgel, egészen keletre a Kosso-golig, és a Khan Khökhii hegység, amely szintén nyugatra és keletre húzódik.
A Sailughem-hegység északnyugati és északi lejtői rendkívül meredekek és nehezen megközelíthetőek. Ezen az oldalon fekszik a hegység legmagasabb csúcsa, a kétfejű Belukha, amelynek csúcsai elérik a 4.506, illetve 4.440 métert, és több gleccsernek adnak otthont (1911-ben 30 négyzetkilométer összterületűek voltak). Az altájiak Kadyn Bazhy-nak hívják, de nevezik Uch-Sumer-nek is, a hegység második legmagasabb csúcsa a mongol részen található Khüiten-csúcs néven. Ez a hatalmas csúcs elérheti a 4374 m-t. A Sailughem-hegységből minden irányban kiágazó számos kitüremkedés tölti ki az említett hegység és a tomszki síkság közötti teret. Ilyenek a Chuya-Alpok, amelyek átlagos magassága 2700 m, 3500-3700 m közötti csúcsokkal és legalább tíz gleccserrel az északi lejtőjükön; a Katun-Alpok, amelyek átlagos magassága körülbelül 3000 m, és többnyire hóval borítottak; a Kholzun-hegység; a Korgon 1900-2300 m, Talitsk és Selitsk hegység; a Tigeretsk-Alpok.
A földrajztudósok több alacsonyabb fekvésű másodlagos fennsíkot is megkülönböztetnek, A Katun-völgy vad szurdokként kezdődik a Belukha délnyugati lejtőjén; majd egy nagy kanyar után a folyó (600 km hosszú) átfúrja a Katun-Alpokat, és egy 600 és 1100 m közötti magasságban fekvő, szélesebb völgybe lép, amelyet addig követ, amíg ki nem lép az Altaj-fennsíkról, hogy egy igen festői vidéken egyesüljön a Biyával. A Katun és a Biya együtt alkotják az Obot.
A következő völgy a Charysh völgye, amelynek egyik oldalán a Korgon és a Tigeretsk Alpok, a másikon pedig a Talitsk és a Baszalatsk Alpok találhatók. Ez is nagyon termékeny. Az Altaj ebből a völgyből nézve a legromantikusabb látványt nyújtja, beleértve a kis, de mély Kolyvan-tavat (360 m magasságban), amelyet fantasztikus gránitkupolák és tornyok vesznek körül.
Nyugatabbra az Uba, az Ulba és a Bukhtarma völgyei délnyugat felé, az Irtysh felé nyílnak. Az előbbiek alsó része, akárcsak a Charysh alsó völgye, sűrűn lakott; az Ulba völgyében található a Riddersk bánya, az Ivanovszki-csúcs (2060 m) lábánál, alpesi rétekkel beborítva. A 320 km hosszú Bukhtarma völgye szintén a Belukha és a Kuitun csúcsok lábánál ered, és mivel mintegy 300 km alatt mintegy 1500 m-t esik, az 1900 m magasan fekvő alpesi fennsíkról a Bukhtarma erődítményig (345 m), a táj és a növényzet legmarkánsabb kontrasztjait kínálja. Felső részei bővelkednek gleccserekben, amelyek közül a legismertebb a Berel, amely a Belukhából ered. A hegység északi oldalán, amely elválasztja a felső Bukhtarmát a felső Katuntól, található a Katun-gleccser, amely két jégzuhatag után 700-900 méterre szélesedik ki. E gleccser egyik barlangjából tör fel viharosan a Katun folyó.
A Buhtarma-völgy középső és alsó részét a 18. századtól kezdve szökött orosz parasztok, jobbágyok és vallási skizmatikusok (raszkolnyikok) gyarmatosították, akik kínai területen szabad köztársaságot hoztak itt létre; majd miután a völgynek ezt a részét 1869-ben Oroszországhoz csatolták, gyorsan gyarmatosították. Az északabbra, a Szailughem-hegység nyugati oldalán található magas völgyek alig ismertek, egyetlen látogatójuk a kirgiz pásztorok.
A Bashkaus, Chulyshman és Chulcha völgyeit, amelyek mindhárom a Teletskoje alpesi tóhoz vezetnek (hossza 80 km; legnagyobb szélessége 5 km; magassága 520 m; területe 230,8 négyzetkilométer; legnagyobb mélysége 310 m; átlagos mélysége 200 m), a telengit nép lakja. A tó partja szinte meredeken emelkedik több mint 1800 m-re. Ebből a tóból ered a Biya, amely Biysknél egyesül a Katunnal, majd az Altaj északnyugati részének prérin kanyarog.
Az Altaj-fennsík északabbra a Kuznyecki körzetben folytatódik, amely földtani szempontból kissé eltérő, de még mindig az Altaj-rendszerhez tartozik. A Szajan-hegység nyugati vállán eredő Abakan folyó azonban a Jenyiszej rendszeréhez tartozik. Az Abakan bal partján húzódó Kuznyeck Ala-tau hegység északkelet felé a Jenyiszejk kormányába fut, míg a hegységek (Csukcsut, Szalair, Abakan) komplexusa észak felé a Transzszibériai vasút felé és nyugat felé az Ob felé tölti ki az országot.
A Khovd-medencét északon az Irtysh-medencétől délen elválasztó Ek-tagh vagy mongol Altaj igazi határvidék, amennyiben a Dzungáriai mélyedésből meredek és magas meredekségben emelkedik (470-900 m), de északon viszonylag rövid lejtővel leereszkedik az északnyugat-mongóliai fennsíkra (1150-1680 m). A keleti hosszúság 94°-tól keletre a hegyvonulatot hegyláncok kettős sorozata folytatja, amelyek mindegyike kevésbé élesen kirajzolódó orográfiai vonásokat mutat, és lényegesen alacsonyabb tengerszint feletti magasságban helyezkedik el. A rendszert alkotó láncok lejtőit főként kirgiz nomádok lakják.
Az Altaj öt legmagasabb hegysége a következő:
- Belukha , 4.506 m (14.783 ft), Kazahsztán-Oroszország
- Khüiten-csúcs , 4.374 m (14.350 ft), Kína-Mongólia
- Mönkh Khairkhan , 4.204 m (13.793 ft), Mongólia
- Sutai-hegy , 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