- Địa hình chủ yếu ở đây là các dãy núi cao chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam.
- Phía đông có dãy Hoàng Liên Sơn cao và đồ sộ, có đỉnh Phanxipang cao 3143m.
- Phía tây là địa hình núi trung bình của các dãy núi chạy dọc biên giới Việt Lào.
- Ở giữa là các cao nguyên và sơn nguyên đá vôi từ Phong Thổ đến Mộc Châu.
- Xen giữa các núi là các thung lũng sông: Sông Đà, sông Mã, sông Chu.
- Các đỉnh núi cao của vùng Tây Bắc là: Phanxipang 3143m; PusiLung 3076m; Pu Trà 2504m; Phu Luông 2445m…
Đặc điểm đó đã tạo nên sự phân hóa khí hậu của vùng:
- Sự phân hóa khí hậu theo chiều Đông - Tây: giữa vùng với vùng Đông Bắc mà ranh giới là dãy Hoàng Liên Sơn.
- Tạo nên sự phân hóa khí hậu theo độ cao: điển hình là những khu vực có địa hình núi cao, như: dãy Hoàng Liên Sơn, các dãy núi chạy dọc biên giới Việt Lào…
- Ngoài ra còn tạo nên kiểu khí hậu thung lũng núi cao phân bố dọc theo các thung lũng sông Hồng, sông đà
