Store Kaukasus strekkjer seg frå Vest-Kaukasus i nærleiken av Sotsji i dei nordaustlege kystområda av Svartehavet, og går hovudsakleg aust-søraustover og nesten til Baku ved Kaspihavet, medan Litle Kaukasus går parallelt med den større fjellkjeda, om lag 100 km lenger sør. Meskheti er ein del av Litle Kaukasus. Store og Litle Kaukasus er knytt saman av fjellkjeda Likhi, som skil låglandet Kolkhida frå låglandet Kura. I søraust ligg Talysjfjella. Litle Kaukasus og Det armenske høglandet utgjer Det transkaukasiske høglandet. Det høgaste fjellet i Kaukasus er Elbrus.
Geologi
Kaukasus vart forma for om lag 23,8–28,5 millionar år sidan gjennom tektonisk platekollisjon der den arabiske kontinentalplata flytta seg nordover og kolliderte med den eurasiske plata. Fjellsystemet er ei fortsetjing av Himalaya, som er danna på liknande måte ved kollisjon mellom den eurasiatiske og den indiske kontinentalplata. Heile området får regelmessig kraftige jordskjelv på grunn av denne aktiviteten. Forkastingane i Anatolia i Tyrkia og Iran flyttar seg side om side og hindrar subduksjon av kontinentalplata på veg nordover. Dette er årsaka til at det er få vulkanar i Store Kaukasus. Litle Kaukasus er derimot stort sett danna av vulkansk aktivitet. Vulkanplatået Dzjavakheti i Georgia og dei omliggande vulkankjedene, som strekkjer seg inn i sentrale område av Armenia, er nokre av dei yngste og mest ustabile geologiske formene i området.
Det er uklart om fjellkjeda Kaukasus er ein del av Europa eller Asia. Avhengig av korleis ein ser på det er det høgaste fjellet i Europa anten Elbrus (5 641 m) eller Mont Blanc i Alpane (4 808 m).
Kaukasus ligg midt på den eurasiatiske plata mellom Europa og Asia. Fordi plata er geologiske stabil i dette området, er det vanskeleg å avgjere nøyaktig kor dei kontinentale grensene går. Derfor har grensa mellom dei to verdsdelane endra seg gjennom historia. Dei gamle grekarane såg på Bosporos og Kaukasusfjella som grensene til Europa, men dette synet endra seg fleire gonger seinare av politiske årsaker. I folkevandringstida og mellomalderen vart det Bosporos og elva Don i Russland som delte dei to verdsdelane.
Den noverande offisielle grensa vart definert av den svenskeoffiseren og geografenPhilip Johan von Strahlenberg, som føreslo å følgje toppane i Uralfjella, den nedre delen av Emba, kysten av Kaspihavet før grensa passerte gjennom Kuma-Manytsj-fordjupinga, som ligg 300 km nord for Kaukasusfjella. I 1730 vart denne grensa godkjend av den russiske tsaren, og sidan av mange vitskapsfolk. Ut frå denne definisjonen er fjella ein del av Asia, og det høgaste fjellet i Europa er dermed Mont Blanc.
Eit anna mogeleg synspunkt er at grensa mellom Europa og Asia går gjennom sjølve Kaukasusfjella, og då særleg langs vasskiljet mellom nord og sør. Ut frå dette synet ligg Elbrus nord for grensa og er ein del av Europa, og derfor det høgaste fjellet i Europa.
I politiske ordelag vert grensa i dag anten rekna for å gå mellom Russland (Europa) på ei side og Georgia, Armenia og Aserbadsjan (Asia) på den andre, eller langs elvene Kura og Kvirila i Aserbajdsjan og Georgia.
Store fjelltoppar
Tabellen viser dei høgaste fjelltoppane i Kaukasus. Det finst høgare toppar enn dei som er tatt med her, men desse har ikkje namn.
Klimaet i Kaukasus er svært variert både vertikalt og horisontalt. Den årlege middeltemperaturen ved havnivå i Sukhumi i Abkhasia er 15 °C, medan toppen av Kazbek med ei høgd på 3 700 m har -6,1 °C. Dei nordlege fjellsidene av Store Kauaksus er generelt 3 grader kaldare enn sørsida. Høglandet i Litle Kaukasus i Armenia, Aserbajdsjan, Georgia har store temperaturkontrastar mellom sommar og vinter på grunn av eit meir kontinentalt klima.
Nedbøren aukar generelt frå aust mot vest i dei fleste område, og dei høgareliggande områda får generelt meir nedbør enn dei lågareliggande. Dei nordaustlege områda (Dagestan) og dei sørlege områda av Litle Kaukasus er dei tørraste, og minst nedbør er det i nordaust med om lag 250 mm i året. Dei vestlege delane av Kaukasus får mykje nedbør, og den årlege normalnedbøren varierer frå 1 000 til 4 000 mm, medan austlege og nordlege område (Tsjetsjenia, Ingusjetia, Kabardino-Balkaria, Ossetia, Kakheti, Kartli, osv) har ein normal årsnedbør i området 600 til 1 800 mm. Aller mest nedbør får normalt området rundt fjellet Mtirala som ligg i Meskheti-fjellkjeda i Adsjaria med 4 100 mm. Nedbøren i Litle Kaukasus (sørlege Georgia, Armenia og vestlege Aserbajdsjan), utanom i Meskheti, varierer frå 300 til 800 mm i året.
Kaukasusfjella er kjend for å få mykje snø, men områda som ligg på lesida i forhold til vinden får derimot ikkje dei store mengdene. Dette gjeld særleg for Litle Kaukasus som er noko isolert frå dei fuktige luftmassane som kjem inn frå Svartehavet, og får vesentleg mindre nedbør (i form av snø) enn Store Kaukasus. Det gjennomsnittlege snødekke i Litle Kaukasus varierer frå 10 til 30 cm. Store Kaukasus (og særleg dei sørvestlege fjellsidene) får ofte mykje snø, og snøras er vanleg frå november til april. Snødekke i fleire område (som Svanetia, nord i Abkhasia ) kan verte over 5 meter. Området rundt fjellet Atsjisjkho, som er den mest snørike staden i Kaukasus, får ofte opp i 7 meter snø.
Landskap
Kaukasusfjella har eit variert landskap, som hovudsakleg endrar seg vertikalt, og etter kor langt dei er frå store vassmassar.
Området inneheld biomar som varierer frå subtropiske lågland med sumpar og skogar til isbrear (vestlege og sentrale delar av Kaukasus) i tillegg til høgland med halvørkenar, stepper og alpine grassletter i sør (hovudsakleg Armenia og Aserbajdsjan).
Dei nordlege fjellsidene i Store Kaukasus er dekte av skogar av eik, agnbøk, lønn og ask i lågare høgder, medan bjørk og furu tar over i høgareliggande område. Nokre av dei lågaste områda er dekte av steppe og grassletter. Dei nordvestlege fjellsidene av Store Kaukasus (Kabardino-Balkaria, Tsjerkessia) har òg granskogar. Tregrensa går på om lag 2 000 m og over her tar det alpine klimaet over. Permafrost og/eller isbrear startar i ei høgd på om lag 2 800 til 3 000 meter. Dei søraustlege fjellsidene av Store Kaukasus er dekte av bøk, eik, lønn, agnbøk og ask, og her er det bøkeskogane som dominerer i høgare område. Dei sørvestlege fjellsidene av Store Kaukasus har skogar av eik, bøk, kastanje, agnbøk og alm i lågare høgder, medan nåletre tar over i høgareliggande område. Tregrensa her går ved om lag 2 800 meter, medan snøgrensa startar på 3 000-3 500 meter.
Dei nordlege og vestlege fjellsidene av Litle Kaukasus har mykje dei same skogane som sørsida av Store Kaukasus. Sørsida av Litle Kaukasus er stort sett dekt av grassletter og stepper opp til ei høgd på 2 500 meter. Vulkanske steinartar og andre steinartar dominerer gjennom heile området. Den vulkanske sona strekkjer seg over eit stort område frå sørlege delar av Georgia og inn i Armenia og sørvestlege område av Aserbajdsjan. Nokre av dei største fjelltoppane her er Aragats, Didi Abuli og Samsari. Området har vulkanske platå, spor av lavastraumar og vulkanske innsjøar. Litle Kaukasus manglar formene ein finn i Store Kaukasus, som er danna av isbrear.