阿里地区地形复杂多样，地势自南向北次第抬升，大致分为三种形态，一是北部高原湖盆区，包括革吉县、措勤县、改则县和日土县，该区为内流区，由于气候干旱，流水作用弱，高原面保存完整；地貌类型主要为高原湖盆、宽谷和山地。二是中部高山宽谷区，包括普兰县、措勤县、革吉县、日土县和噶尔县，该区西部为外流区，河流流程长，水量大，切割较深。主要分湖盆、河谷和山地三种地貌类型。三是南部高山峡谷区，包括札达县和普兰县，为外流区，切割较深，呈现高山峡谷形态。

次一级地貌分河谷和山地两种类型。阿里有“万山之祖、万水之源”之称，山系众多，自南向北经喜马拉雅山、冈底斯山、喀喇昆仑山、昆仑山。在这些巨大的山系之间，又派生出数十条次一级山脉，最为着名的就有喜马拉雅山纳木那尼峰和冈底斯山冈仁波齐峰。阿里是印度河、恒河、雅鲁藏布江等国际性河流及大江大河的发源地。较大的河流有20余条，主要河流有森格藏布（狮泉河）、马甲藏布（孔雀河）、朗钦藏布（象泉河）、当却藏布（马泉河）。阿里境内的天然湖泊约有200多个，且多数为咸水湖，以扎日南木措、拉昂措、扎仓茶卡等为最；班公湖、玛旁雍措等为淡水湖。阿里地区气压低，空气稀薄、含氧量少；冬季极度寒冷且漫长，季节变化不明显；日照时间长，辐射强；降水稀少且分布不均，多大风等灾害性天气。