阴山山脉在呼和浩特以西的西段地势高峻,脉络分明,海拔1800~2000米,最高峰呼和巴什格山位于狼山西部,海拔2364米。山与山之间的横断层经流水侵蚀形成宽谷,为南北交通要道,山脉主体由太古代变质岩系和时代不一的花岗岩构成,在两侧及山间盆地内有新生代地层。南坡与河套平原之间相对高度约千米,经长期流水侵蚀,现代山脉边缘已较地质构造上的断层边缘向北后退10~30公里。山前和山谷两侧普遍发育有多级阶地。山脉北坡起伏平缓,丘陵与盆地交错分布,相对高度50~350米,丘间盆地沿构造线呈东西向分布,盆内沉积有白垩系,第三系地层,上覆第四系厚层砂质粘土。源于阴山的河流横切丘陵,支流极少,河床宽坦,现代水流级不相称。呼和浩特以东的东段海拔一般在1500米左右,地形紊乱,主要有蛮□山,苏木山,马头山,桦山等。在集宁,张北一带被玄武岩覆盖,部分地区的熔岩台地已被侵蚀切割成平顶低山和丘陵。低山和丘陵间盆地内有白垩纪,第三系和现代沉积。盆地间的岭脊低而宽,相对高度300~500米,有些盆地中心集水成湖,较大者如岱海,黄旗海,安固里淖,察汉淖等。山脉南北两侧的景观和农业生产差异显著。山南年均温5.6~7.9℃,10℃以上活动积温为3000~3200℃,无霜期130~160天,山北分别为0~4℃,900~2500℃,95~110天。山南风小而少,年均风速小于2米/秒,山北风大而多,年均风速4~6米/秒。年降水量东经110°以东,南北相差70~100毫米;东经110°以西,南北年降水量都很小,只差25毫米左右。