伏牛山脉西北段大致位于白河、二郎坪至蛇尾一线西北。是省内中山大面积集中分布地区之一。伏牛山脉西北段山体被西北一东南走向的老灌河断裂谷地纵向分割成两列规模较大的山岭。北面山岭构成伏牛山的主脊，位于栾川以南的部分，当地称之为老界岭，为长江与淮河的分水岭。

伏牛山脉东南段在玉皇顶以东的主脊分为两支。北支沿南召县与嵩县、鲁山县交界地带，呈东西方向直延伸到方城缺口，长达100余千米，构成长江与淮河水系的分水岭。

伏牛南支山脉沿南召与内乡、镇平两县交界地带，由西北向东南延伸，一直到镇平县城以北，长达70余千米，构成白河与湍河两水系的分水岭。

伏牛山脉主要是花岗岩山地，西北段山地多由燕山期花岗岩组成，两侧为古老的变质岩层，局部地方有石灰岩出露，东南段主要由花岗岩组成。

伏牛山脉规模巨大，山势异常高峻，其中西北段山体宽阔完整，山势高峻雄伟，由此向东南分支解体，山势也逐渐低缓而分散，变为低山丘陵。

伏牛山脉西北段主脊地带，多悬崖峭璧和奇峰突起。一般海拔高度1000—1500米，也有2000米以上的高峰，峰顶初夏常见风雪，被称为省屋瓴。大部分山坡，上部为直线形，下部为凸形。发源于山脉两侧的河流或谷地，下切强烈，形成一些又窄又深的峡谷或嶂谷。并有很多的跌水和瀑布，使山区具有明显的峰高谷深的特征。区内60°以上的山坡、谷地或道路边坡，雨季和开春化雪时，易出现滑坡，重力地貌作用较明显。在海拔1400—1800米上、下的地带，有古冰川作用的遗迹，栾川南部的鸡角尖，西峡北部的桦树盘，古冰斗形态保存尚好。嵩县南部的龙池幔山顶北侧，有一冰斗积水成湖，常年不干，谓之龙池。浅中山多分布在上述深中山的外围，海拔1300—1800米，相对高度一般800米左右。其形态除高度与深中山明显差别外，其他基本相同。地貌以流水侵蚀为主，重力崩塌在局部山坡也常发生。

伏牛山脉东南段突出的成锯齿状的山脊海拔多在1100米以上，其中高者可达2000米左右。鸭河口以东山体破碎，深低山集中分布在白河谷地北侧，海拔400—1000米，相对高度500—600米，山势比较陡峻，山坡坡度较大，一般为25一40°。浅低山连片分布于沙河谷地南侧的鲁山境内，在焦枝铁路以东方城境内呈断续分布，山势更为低缓，海拔400—700米，相对高度200—400米，山坡坡度大部分为20—35°，少部分在20°以下，多数风化残积层较厚。

伏牛南支山脉山脊宽阔，山体也较为低缓，突出的高峰海拔均在1100—1900米。其两侧深低山集中分布于白河谷地的南侧和湍河谷地的北侧，山势陡峻，海拔400—1000米，相对高度500—800米，岭脊狭窄，多深切V形沟谷，山坡坡度一般30—40°。浅低山则主要分布在白河谷地南侧深低山外缘和镇平的二龙、老庄一带，山势一般较和缓，海拔高度400—700米，相对高度200—350米，坡度大部分为20—30°。此外，在湍河谷地以西，深低山多分布于后会和板厂一线以西、杨店和大块地一线以东地区，山势陡峻，海拔400—1000米，相对高度500—800米，多深切V型沟谷，坡度35°左右。浅低山则分布于深低山西南边的昭岗和阳城一带，山势和缓，面积较小。

伏牛山脉东部、东南部边缘高丘陵分布面积很广，在山地边缘及河谷两侧地区，连续成片分布，海拔200—400米，相对高度大部分100—150米。低丘陵的面积很小，仅在东北边境地带有一部分，海拔200—300米，相对高度一般50—80米。区内丘陵组成岩性较复杂，丘陵地貌形态也复杂多样。

区内的河谷平原，有白河流经马市坪、南召盆地的宽谷河段平原，由1—2级堆积阶地构成，一般宽2000—4000米，很大部分被鸭河口水库蓄水淹没；湍河流经夏馆、七里坪盆地，河谷展宽，两则发育有2级堆积阶地，形成河谷平原，一般宽2000—3000米。此外，西峡的袁店至丹水，内乡的赤眉到杨店，方城的袁店到柳河和坡底的沿河地带，也分布有较宽的河谷平原。

伏牛山是中国南北自然过渡地带的典型地段，因山体高差悬殊，在季风气候的条件下，热量分布差异显著。北坡大于10℃的年积温为3750一4068℃，属暖温带，南坡大于10℃的年积温为4815一4907℃，属亚热带。

属暖温带落叶阔叶林向北亚热带常绿落叶混交林的过渡区，伏牛山区内森林植被保存完好，森林覆盖率达88%，是北亚热带和暖温带地区天然阔叶林保存较完整的地段。

南坡植被自下而上有落叶阔叶林（海拔800—1800米），针叶与落叶阔叶混交林（海拔1800—2000米），针叶林（海拔2000—2250米），灌丛草甸（海拔2250米以上）；北坡植被的垂直分布为落叶阔叶林（海拔750—1700米），针叶与落叶阔叶林（海拔1700—1900米），针叶林（海拔1900—2200米），灌丛草甸（海拔2200米以上）。

老界岭山脊狭窄陡峭，多呈锯齿状或锥状，一般北坡陡，常有悬崖峭壁出现，坡度多在40°以上，有的超过80°；南坡稍缓些，坡度25—40°。这些中山区海拔高度为1500—2000米，部分在2000米以上。其主要高峰：玉皇尖、老君山、玉皇顶、龙池幔、石人山海拔都在2000米以上，相对高度大部分在1200米以上。

嵩山在河南登封市西北，由太室山（1440米）和少室山（1512米）组成。东西绵延约60余千米。古称外方，现为五岳之中岳。

伏牛山脉是秦岭东段支脉，秦岭西起甘肃临洮，中贯陕西省南部，东抵河南鲁山，东西长约1600千米，南北宽约300千米，主峰太白山海拔3771.2米。

老君山位于河南省洛阳市栾川县城东3千米处，是伏牛山西段的主峰，海拔2217米，原名景室山。后因西周朝“守藏室史”李耳到此归隐修炼，并被道教尊为太上老君而被唐太宗易名为“老君山”，沿袭至今。

石人山，因主峰之巅有一尊形似人体的巨石高耸入云而得名。石人山是伏牛山东段主峰之一，位于河南省平顶山市鲁山县西陲，海拔2153米。

鸡角尖（犄角尖），状如鸡头而有角，海拔2212.5米，为伏牛山最高峰。

其他山峰如：龙池幔海拔2129米，松垛海拔1577.2米，关山海拔1134.4米，白草尖海拔1871.9米，红石概海拔1782.3米，大谩海拔1721米等。

据考证，《本草纲目》记载的1892种药材，伏牛山就有1500多种，在这里生长有300多种名贵药材，800多种药用植物和民间其他药用植物数百种等。伏牛山区维管束植物有175科、892属、2879种（包括10亚种、206变种、12变型）。其中，蕨类植物25科、73属、202种；裸子植物6科、15属、28种；被子植物144科、804属、2649种。占河南省植物总种数的76.9%，是河南省维管植物最丰富的地区，汇集了全省蕨类植物98%以上的种，裸子植物近40%的种和被子植物70%以上的种，是河南省植物多样性的分布和发育中心。就全国来说，也占有相当重要的位置，其蕨类植物占全国的近8%，裸子植物近15%，被子植物近11%。

由于山体形如卧牛，故称伏牛山。

复合型大陆造山带的典型性

秦岭造山带是世界范围内典型的复合型大陆造山带，在中国大陆形成和全球地壳演化中占有重要地位。它构造发展史和复杂的组成和结构，非为已有造山带模式所能完全概括，是促进国际地学领域大陆动力学学科发展关键区段。

花岗岩地貌类型的完整性

伏牛山花岗岩地貌景观表现出与造山运动的亲缘关系和构造发展阶段的专属性，尤其是以强力侵位花岗岩的“箭簇峰”“锯齿岭”地貌、陆内花岗岩的“岩盘山”地貌、俯冲型花岗岩的“五行山”景观、碰撞型花岗岩的“摞摞石”景观、壳幔混合型花岗岩的“石柱林峰”景观等，体现了伏牛山花岗岩地貌类型的系统完整性和独特性。

岩溶洞穴景观补充性

以构造“塑性流变”图形为主体的岩溶洞穴景观是“喀斯特”地貌的新类型，代表了大陆造山带独特的地质貌，体现了伏牛山岩溶地貌景观的异质性。

河流侵蚀地貌类型景观的系统性

在一个面积不到500平方千米的范围内，先成河与后置河交织、河源湖与准平原伴生、瀑布九级叠挂、河湖与瓯穴毗邻，代表了大陆造山带的运动节律，展示了伏牛山河流地貌类型的系统性。

晚白垩纪恐龙蛋化石群的稀有性

晚白垩系红星层盆地中埋藏着大量的恐龙蛋化石，其分布之广、数量之多、保存之完善、类型之多样，堪称世界之巅，伏牛山独有的西峡长圆柱状蛋和戈壁棱柱蛋化石，是世界上罕见的古生物地质遗迹奇观和自然历史宝库中的珍品。

2006年，南阳市国土资源局联合河南省国土资源科学研究院、中国地质大学（武汉）等单位，在内乡宝天曼国家地质公园、西峡伏牛山国家地质公园和南阳恐龙蛋化石群国家级自然保护区的基础上，整合伏牛山国家自然保护区、宝天曼世界生物圈保护区的旅游资源，以伏牛山世界地质公园的名义申请加入世界地质公园网络，并获得成功。现已建成宝天曼、老界岭、黄花曼、真武顶、恐龙遗迹园等五大地质旅游及生态旅游区，西坪、二郎坪、乔端等三大科学考查区和鹳河、湍河等地质考查线路，规划建设面积1340.93平方千米。