Karadeniz Dağları, Türkiye'nin kuzeyinde, Karadeniz kıyısına paralel bir şekilde uzanan sıradağlardır. Bu dağlar, batıdan doğuya doğru şu şekilde sıralanır: Ilgaz, Küre, Köroğlu, Canik, Köse, Giresun, Mescit, Yalnızçam, Tecer, Mercan, Allahuekber, Palandöken ve Doğu Anadolu Dağları. Karadeniz Dağları, Alpin dağ oluşumu sonucunda meydana gelen Alpin kuşağının Kuzey Anadolu uzantısıdır.

İkinci çağ döneminde Anadolu'nun kuzey ve güneyinde Tetis Okyanusu'nun tabanı olan yerlerde tortul malzemeler birikmiştir. Dağ oluşumu sonunda bu malzemeler, yeryüzüne çıkarak dağları oluşturmuştur. Oligosen döneminde Alp dağ oluşumu en güçlü hale gelmiş ve Türkiye'nin kuzey ve güneyindeki alanlar şiddetli yükseltilerle ortaya çıkmıştır. Karadeniz Dağları, bu dönemde oluşmuş ve daha sonra Toroslar da meydana gelmiştir. Bu dağlar, Tersiyer sonlarında ve Kuaterner başlarında tekrar yükselmiştir. Oligosen'den sonra bir arada olarak yeniden yükselen dağlar, Neojen döneminde aşınarak yassılaşmıştır. Ayrıca, Miyosen sonlarından itibaren dağlar, doğu-batı uzantısında Kuzey Anadolu Fay Hattı'nın kırılmasıyla şekillenmiştir. Kuzey Anadolu Fay Hattı'nın etkisiyle oluşan çöküntüler, Kelkit, Erbaa-Niksar, Taşova, Boyabat, Suluova, Vezirköprü, Tosya-Ilgaz, Çerkeş-Gerde ve Düzce gibi bölgeleri oluşturmuştur.

Mezozoik dönemden kalma kütlelerde, Ilgaz Dağları'nda başkalaşım kayaçları, Kaçkar Dağları'nda granit, Köroğlu Dağları'nda ise andezit kayaçları bulunur. Karadeniz Dağları, üç ana bölüme ayrılır: Doğu Karadeniz Dağları, Orta Karadeniz Dağları ve Batı Karadeniz Dağları.

Doğu Karadeniz Dağları, bölgenin en yüksek alanlarını içerir. Bu bölümde yüksekliğin fazla olması nedeniyle, başta Kaçkar Dağları olmak üzere, dağların üzerinde buzullar bulunur. Dağların yüksek olması ulaşımı zorlaştırmaktadır. Bu nedenle tünel yapım çalışmaları yapılmaktadır. 2023 metre yüksekliğindeki Zigana Geçidi, Doğu Karadeniz'i iç kısımlara bağlar. Tarihi İpek Yolu'nun da geçtiği bu yol yerine, yeni inşa edilen Zigana Tüneli kullanılmaktadır. Deniz kıyısında ilk sırada Rize Dağları ve Giresun Dağları yer alır. En yüksek zirve ise Kaçkar Dağı'dır.

Orta Karadeniz Dağları'nda yükselti azalır. Azalan dağlar arasında geniş ovalar bulunur. Orta Karadeniz'den iç kısımlara doğru gidilmesi daha kolaydır. Bu durum, Karadeniz Bölgesi'nin en büyük şehri olan Samsun'un gelişmesine katkı sağlamıştır. Bin ve bin beş yüz metre yükseklikteki Orta Karadeniz Dağları, Canik Dağları adı altında sınıflandırılmıştır.

Batı Karadeniz Dağları, bölgenin batısında yer alır ve doğudaki dağlardan daha yüksektir. Güneyde Köroğlu Dağları, kuzeyde ise Küre Dağları bulunur. Yer yer genişleyen ve daralan dağlar arasına ovalar girer. Bu ovalar arasında Düzce, Bolu ve Kastamonu Ovaları bulunur.

Karadeniz Dağları, özellikle doğu kısmında olmak üzere, denizden hemen sonra yükselir ve yükseklikleri oldukça fazladır. Bu özelliklerinin ortaya çıkardığı bazı sonuçlar şunlardır: