Главный хребет в западной части невысок. Близ границ заповедника находятся увенчанные ледниками вершины — горы Фишт (2867 метров) и Оштен (2808 метров). Гребень хребта далеко не везде достигает здесь альпийского пояса и местами понижается до 1800–1500 метров. От горы Чугуш (3232 метра) Главный хребет сразу повышается, и далее к востоку его высота продолжает нарастать. В пределах заповедника более тридцати вершин достигают 3 тысяч метров над уровнем моря; самая высокая из них — Акарагварта, или пик Смидовича (3360 метров).
К северу от Главного хребта поднимаются Передовые хребты, которые простираются в том же направлении, что и Главный. Долины рек разрезают их на обособленные поднятия, которые в Южном Передовом хребте имеют значительные высоты: например, Пшекиш (2257 метров), Большой Бамбак (2783 метра), Магишо (3152 метра). Расположенный еще севернее Скалистый хребет ниже, по нему проходит северная граница заповедника.
Между Главным и Передовым хребтами залегают сланцевые депрессии, с которыми связаны долины рек Умпырь, Закан, Алаус, Ачипса. Из снежников и ледников северного склона Главного хребта берут начало притоки Кубани. Две крупные реки — Большая Лаба с притоком Малая Лаба и Уруштен, Белая с притоком Киша, — расчленяя северный склон на отроги и пересекая ряд небольших хребтов, стремительно мчатся к Кубани. Реки южного склона — Мзымта, Сочи и Шахе — впадают в Черное море.
В ясную погоду море бывает видно с вершин заповедных гор, а с противоположной стороны сверкает огромный белоснежный купол Эльбруса.
Геологически территория Кавказского заповедника интересна тем, что тут хорошо представлены как древние кристаллические сланцы докембрия, так и четвертичные аллювиальные отложения. На горах Ачешбок, Тхачи и других, расположенных между реками Малой Лабой и Белой, найдены наиболее полные для Кавказа триасовые отложения. Горы в заповеднике и его окрестностях по своему облику весьма разнообразны. Так, Большой и Малый Тхачи очень типичны для предгорий Северного Кавказа. Это куэсты, т. е. наклонные плато с гигантским обрывом к югу.
Весьма характерны для заповедника высокие хребты с острыми как нож гребнями, сложенными глинистыми сланцами. Таковы, например, Джемарук и Тыгба; на их склонах то и дело натыкаешься на прискалки, окруженные осыпями из пластинок сланца. Обычны здесь и следы древнего оледенения: горные озера, ложбины — кары и корытообразные долины — троги.
Гора Фишт и соседнее с ней плоскогорье Лагонаки, лежащие у границ заповедника, сложены известняками, на которых видны проявления карста — провальные воронки и цирки.
Климат заповедника не однороден. Главный Кавказский хребет служит здесь климатической границей, отделяющей влажное и теплое Черноморье от относительно более сухого, холодного и континентального Закубанья. Хребет ставит преграду для распространения на северо-восток влажных воздушных масс со стороны моря и холодных воздушных течений на юго-запад.
На черноморских склонах Главного хребта, в поясе гор 1500–2500 метров, выпадает очень много осадков — до 3500 миллиметров и более в год. В то же время в северо-западной части заповедника годовая сумма осадков не превышает 1000–1500 миллиметров, а в северо-восточной, в бассейнах Малой и Большой Лабы, она еще меньше — всего 600–900 миллиметров в год.
Зимой на склонах гор высотой до 1000 метров снегопады чередуются с дождями, снежный покров невелик и сохраняется главным образом на северных склонах и в затененных долинах. Напротив, в высокогорье, особенно в западных частях заповедника, снега очень высокие. Исключительной снежностью отличаются верховья рек Сочи, Киши, Уруштена. Так, на горе Ачишхо, на высоте около 1800 метров, где расположена метеорологическая станция, снежный покров устанавливается с октября и сходит только в июле, достигая высоты около 3 метров, а, например, зимой 1932 года выпало около 7 метров снега, так что здание станции было с крышей занесено снегом и работники ее два месяца выходили наружу через слуховое окно.
Сильные ветры постоянно переносят большие массы снега, обнажая одни участки склонов и наметая на другие мощные толщи. Гигантские снежные карнизы на хребтах, подтаивая на солнце, срываются лавинами и с грохотом несутся вниз, сметая все на своем пути.
Весна начинается уже в феврале. В это время в поясе лиственных лесов дневные температуры уже положительные, снег сохраняется только на теневых склонах, реки начинают освобождаться ото льда, зеленеет трава, зацветают лиловые цикламены. В середине или конце февраля зимовавшие в лесах вьюрки, зяблики, чижи и щеглы готовятся к отлету, появляются первые перелетные птицы.
Однако вверх по склонам гор весна передвигается медленно. В марте в поясе пихтовых лесов еще высокие снега, а в высокогорье в это время часты снегопады и толщина снежного покрова нередко достигает максимума. Но мартовское солнце уже хорошо греет, и в затишье можно ходить на лыжах в одних трусах.
