Bortsett fra den østlige kystlinjen og grenseområdene mot Georgia og Iran, er Aserbajdsjan omringet av fjell. I nordøst, på grensen til Russlands autonome republikk Dagestan, ligger fjellkjeden Store Kaukasus, og i vest, ved grensen til Armenia, ligger Lille Kaukasus. Lengst sørøst danner Talysjfjellene grensen mot Iran. Det høyeste fjellet i Aserbajdsjan ligger i Store Kaukasus der fjellet Bazarduzu Dagi stiger til 4 485 meter (på grensen til Russland).