Основні хребти — Кашгарський, Руський, Алтинтаг, Аркатаг, Баян-Хара-Ула; до Куньлуню часто відносять Наньшань. Куньлунь належить до палеозойських складчастих утворень, які омолоджені альпійським орогенезом.
Складений переважно гранітами та іншими метаморфічними породами. Характерні широкі слабкорозчленовані вододіли, круті північні й пологі південні схили; численні осипи.
Клімат сухий, помірний, різко континентальний. Площа льодовиків 11,6 тис. км². Річки короткі, маловодні, у Східному Куньлуні (Наньшані) розташоване озеро Кукунор.