科迪勒拉山系由一系列平行的山脉、山间高原和盆地组成，属于环太平洋火山地震带。山系北宽南窄，其北美段主要由落基山脉组成，一般高约2000～3000米，宽约800～1000千米。它贯穿加拿大和美国，被誉为北美的“脊椎”；南段以安第斯山脉为主，平均高度300斜视，但宽度不到北美落基山脉的一半，一般只有300千米，往南更窄。
山系平面科迪勒拉褶皱地貌主要是大洋板块和大陆板块相互作用的结果，与大西洋的张开和南部冈瓦纳大陆的分离，特别是南美洲与非洲的分离密切相关。
落基山脉构造复杂，多以褶皱和冲断为基础，表现为条带状山脉和间隔断谷。以温泉和喷泉闻名的黄石国家公园就坐落在它的中间。中部为山间高原盆地。盆地内有短而窄的断块山地和干燥盆地，因气候干旱，沙漠和盐湖较多。
从北到南依次为育空高原、不列颠哥伦比亚高原、哥伦比亚高原、大盆地、科罗拉多高原和墨西哥高原。育空高原海拔约2000～3000米，是北美北部唯一未被冰川覆盖的地区；不列颠哥伦比亚高原和哥伦比亚高原都是熔岩高原，广泛分布着冰蚀地貌；南部墨西哥高原具有断块山与盆地错动的特点，南部部分较高，南缘有东西向火山带。
科罗拉多高原一般高约2100-3300米，由前寒武纪花岗岩、片麻岩到各个地质时代的水平岩层组成；新生代以来，它不断上涨，导致科罗拉多河不断下沉，形成了著名的1740米深的科罗拉多河大峡谷。峡谷两侧岩层自古水平依次排列，成为地质学最完整的“天然标本室”。
西部为太平洋边缘山，由东西两侧的山脉和中部的下沉河谷组成。这里有许多断块山和断谷，著名的圣安德烈斯断层就在这里。东部山脉阿拉斯加山脉的麦金利山高6193米，是美国最高峰。其中一些中央山谷变成了海湾，如库克湾、旧金山湾、加利福尼亚谷、加利福尼亚湾等。
由于科迪勒拉南段由安第斯山脉主导，安第斯山脉一直延伸到南美大陆的西海岸和北岸9000千米，平均高度3000米，6000米以上的山峰较多，有的可接近7000米，是世界上最高的山峰之一，新生代以来安第斯山脉地区火山地震时有发生，说明它还处于不稳定状态。
由于科迪勒拉是一个年轻的褶皱带，新生代以来构造活动非常强烈，大陆板块与海洋板块碰撞加速，导致该地区火山地震频发，这无疑使其成为全球环太平洋火山地震带的重要组成部分。例如，在安第斯山脉的三大火山带中，有18个火山锥高于5700米，阿空加瓜火山海拔6960米，是世界上海拔最高的死火山；图蓬加托火山海拔6800米，是世界上海拔最高的活火山。20世纪以来，仅北美加利福尼亚州就发生了9次7级以上强震，其中1992年就发生了两次7级强震。
高大的科迪勒拉山系濒临太平洋，南北走向，成为太平洋气流向东行进的巨大屏障。降雨自西向东持续减少，直接导致土壤和植被自西向东逐渐演变：西岸的温带海洋性气候和针叶林逐渐转变为东移山地高原的温带大陆性半干旱气候和草地。山体本身的垂直分布非常明显。科迪勒拉的南北纵队使美国西海岸河流短促且多直接入海，水能资源丰富但缺乏航运价值；在山系的东面，分布着历史悠久的世界著名河流，如北美洲的密西西比河、南美洲的亚马孙河等。
在科迪勒拉山脉形成过程中，北美西北部和亚洲东北部之间存在着联系，使得两地的动物你来我往，形成了水貂、猞猁、狼、獾等许多同属、相似的动物种类。它也为北美和南美之间的动物交流提供了条件。与南美洲同种的动物，如犰狳，出现在北美东南部，而南美洲的猫科动物、犬科动物、浣熊等则来自北美洲。
因此，科迪勒拉山脉的形成极大地丰富了南北美洲的动物种类。科迪勒拉形成过程中，数次构造变化、断层、岩浆侵入、火山喷发和反复侵蚀，使岩石变质和古岩层浮现，从而形成了美洲其他地区所缺乏的多种金属矿床和沉积矿床。其中，铜、铅、锌、铝土矿、钼、锑、石油、磷酸盐等的储量或产量对整个大陆或世界都具有重要意义，这为美洲大陆的开发和经济发展提供了重要的物质基础。
