Altaj je jedno z nejdelších pohoří na Zemi, jeho délka je 1 900 km a šířka až 600 km. Nachází se ve střední Asii a je možno ho rozdělit na Altaj Ruský, Mongolský a Gobijský.
Ruský Altaj se táhne z nížin západní Sibiře až k mongolským a čínským hranicím. Celý systém se dělí na západní, střední a východní větev, ty se pak dále rozbíhají na velké hřebeny. Pohoří je velmi členité a tím je dána pestrost přírodních podmínek i odlišnost osídlení. Krajinu tvoří suchá vysokohorská step a rozsáhlé lesy. Nejvyšší části hor pokrývají z velké části ledovce - zaledněno je 900 km čtverečních. Některé oblasti ve střední části a zejména v mongolské části blížící se k poušti Gobi tvoří polopouště.
Nejvyšší hora je Bělucha o výšce 4 506 m nad mořem.

Pohoří vzniklo v prvohorách, staré hercynské pohoří bylo však v druhohorách zarovnáno v parovinu a do současné podoby bylo vyzdviženo při alpinsko-himálajském vrásnění koncem třetihor a začátkem čtvrtohor. Tak vznikla charakteristická stupňovitá struktura pohoří. Dodnes se zdvihá rychlostí několik centimetrů za rok.
Ledovcový reliéf byl formován během posledních dvou dob ledových. Kromě posouvání ledovců bylo dalším faktorem formování hornin mrazové zvětrávání.
Z hornin zde mají největší zastoupení metamorfované horniny - ruly, svory a zvětralé písčité břidlice s vysokým podílem nejrůznějších minerálů. Tyto horniny často pukají mrazem a vznikají tak kameny jehlicovitých tvarů naskládané na sebe.

Podnebí je na Altaji chladné a vlhké. Srážky na hřebenech dosahují 2 000 mm/rok, sněhová pokrývka je 2 - 3 m. Léto je deštivé a chladné. Nejdeštivějším měsícem je červenec, neproměnlivější počasí je v září a v říjnu. Zima na Altaji začíná v listopadu. Nejchladnější území je Čujská step na východě, kde teploty v lednu klesají až na -62 °C. Průměrné lednové teploty jsou -32 °C.

Ruský Altaj je horstvo na celé zeměkouli nejvíce vzdálené od moře. Zachycuje vláhu nesenou především větry od Atlantiku a Severního ledového oceánu. Hodně vody zadržuje tajga.
Nachází se zde asi 7 000 jezer o celkové ploše 600 km čtverečních, většinou vysoko v horách. Největší je Tělecké jezero o rozloze 223 km čtverečních, jež vzniklo podobně jako Bajkal příkopovou propadlinou. Je dlouhé téměř 80 km, šířka je do 5 km. Má strmé, hustě zalesněné břehy s mnoha vodopády.
Na Altaji je známo více než 20 000 řek o celkové délce asi 62 000 km. Většinou jsou velice bouřlivé. Veškerá voda se nakonec dostává do Obu, který ústí do Severního ledového oceánu.
Řeka Ob začíná u Bijska soutokem Katuně a Bije.
Ruský Altaj je poměrně hodně zaledněn, což je důsledek velkého množství srážek a extrémního klimatu ve vyšších polohách. Vyskytuje se tu asi 1 500 ledovců o celkové ploše 890 km čtverečních. Nejvíc je jich v Katuňském hřbetu, celkem asi 400, nejdelší je Šapošnikovův o délce 10,5 km.
Nejvyšší vodopády jsou kaskády na řece Čulča s výškou až 160 m.

Flóra na Altaji je v důsledku neobyčejné členitosti terénu nesmírně rozmanitá. Altaj je prakticky na rozhraní sibiřské tajgy, kazašské stepi a mongolských polopouští a tvoří tak bariéru mezi severem a jihem, východem a západem celého kontinentu.

Na Altaji se celkem vyskytuje na 2 000 druhů vyšších rostlin, z toho 200 druhů endemických a 300 druhů léčivých.
Pásmo horské stepi a lesostepi (800 - 1 500 m) je tvořeno zejména porostem žlutých trav a jen málo lesy, koryta řek jsou zarostlá zelení. Na úpatí hor je více lesů, ale jen jehličnatých.
Horská tajga (1 200 - 2 400 m) je tvořená hlavně lesem, ale i keři a rozličnými bylinami.
Nadmořská výška 1 800 - 2 800 m je pásmem sibiřské limby.
Nad horskou tajgou roste vegetace horské tundry, která je tvořena zakrslými keříky a polárními břízami. Ve vyšších výškách je možno vidět i některé druhy zakrslých vrb.
Pásmo alpínských luk (2 500 - 3 000 m) je nesouvislé, v létě kvete na lukách spousta květin - například lomikámen, primule, česnek, fialka, ohníček, rebarbora, rozchodnice růžová, upolín, koniklec, hořec.
Nadmořská výška od 2 800 m je oblastí skal, věčného sněhu a ledu. Ale i zde se nacházejí různé druhy mechů a lišejníků, v nižších polohách i skalničky.

Živočišná říše je typicky sibiřská. Žije tu zemní veverka burunduk, rosomák, svišti mongolští, pišťuchy, sobol, sob, vlk, rys, medvěd, leopard sněžný. Vzácně jsou zde i jeleni, losi a zástupci zvířeny střední Asie jako je jelen maral, kozoroh ibex, ovce argali.
Na Altaji žije více než 100 druhů ptáků - například tetřev hlušec, drozd, pěnice, ular altajský.
Jezera a potoky obývají pstruzi, lipani i jiné ryby.

Altaj je nyní z větší části osídlen Rusy, z původních altajských národů zbývá jen asi 60 000 obyvatel. Nejstarší stopy osídlení pocházejí z poloviny 2. tisíciletí př. n. l.

Altaj je velmi atraktivním místem pro domácí i zahraniční turisty. Volný čas tu lidé tráví koupáním, pěší turistikou, rybařením i výlety na lodích. Rozšířeno je tu i sjíždění vodních toků, což je ale pro prudkost některých řek velmi nebezpečné. Altaj je také cílem horolezců. Nejvíce jich samozřejmě touží zdolat nejvyšší vrchol hory Běluchy, ale jsou zde i jiné čtyřtisícové vrcholy.
Vysokohorská turistika má zde zvláštní kouzlo pro zachovalou a krásnou přírodu, ale i nižší náročnost oproti jiným horským soustavám.

V roce 1998 byl Altaj zanesen na Seznam světového dědictví UNESCO.