Гора Белуха представлена двумя вершинами в виде неправильных пирамид — Восточной (4506 м) и Западной Белухой (4435 м), почти отвесно падающими на север к Аккемскому леднику и постепенно снижающимися к югу, в сторону Катунского ледника.Понижение между вершинами, получившее название «Седло Белухи» (4000 м.) также круто обрывается на север к Аккемскому леднику (т. н. Аккемская стена) и более отлого спускается на юг к реке Катунь.
Горный массив Белухи сложен породами среднего и верхнего кембрия. Многие отроги массива представляют собой выходы песчаников и сланцев. Менее распространены конгломераты. Часть массива слагают типичные флишеобразные формации. О тектонической нестабильности территории Белухи свидетельствуют разломы, трещины и надвиги горных пород. Крутые, почти отвесные зоны скольжения характерны для северного склона Белухи, особенно со стороны долины р. Аккем.
Район Белухи расположен на границе зон 7-8-ми бальной сейсмической активности. Микроземлетрясения здесь очень часты. Следствия их — ломка ледяного панциря, сход лавин и обвалов. С палеогена территория испытывает интенсивное тектоническое поднятие, которое продолжается и ныне.
Палеогеновое поднятие отразилось в характере рельефа — он всюду высокогорный, типично альпийский, с глубокими ущельями, вертикальные альпийские гребни возвышаются над ними до 2500 м. Большие площади массива заняты скалами, осыпями и моренами. Склоны подвержены разрушительному воздействию селей и лавин. Белуха — это музей самых разнообразных геоморфологических процессов и форм рельефа.
Климат района Белухи суровый с продолжительной холодной зимой и коротким летом с дождями и снегопадами. Он изменяется, в соответствии с высотной зональностью, от климата долин — у подножия вершины до климата высоких снегов и ледников. Инструментальные наблюдения ведут две станции — Метеостанция Аккем и Метеостанция Каратюрек, расположенные соответственно на абсолютных высотах 2050 и 2600 м. Близ ледника Геблера, на южном склоне Белухи, ранее работала метеостанция Катунь. Средняя температура июля в долинах у верхней границы леса 8,3 градуса С (Метеостанция Аккем), а на платообразных вершинах 6,3 градуса С (Метеостанция Каратюрек). Летом на вершине Белухи не редки морозы до ?20 градусов С.
Зимой отрицательные температуры воздуха наблюдаются в январе до ?45 градусов С и остаются низкими даже в марте до — 4 градусов С. Широко распространены температурные инверсии. По А. М. Комлеву и Ю. В. Титовой, норма годовых осадков для Метеостанции Аккем и Метеостанции Каратюрек составляет 512—533 мм. Твердые осадки выпадают на высоте 3000-3200 м, и их годовая величина составляет 35-50 процентов от общего количества. В нивально-гляциальной зоне Белухи за год выпадает более 1000 мм осадков. Здесь распространены горно-долинные ветры и фены.
На склонах массива Белухи и в долинах известно 169 ледников, общей площадью 150 квадратных километров Гора Белуха несет на себе почти 50 % ледников Катунского хребта, что составляет свыше 60 процентов площади его оледенения. По количеству ледников и оледенению г. Белуха занимает первое место на Катунском хребте. М. В. Тронов выделил Белухинский ледниковый район в самостоятельный «тип ледников Белухи». Для него характерны: высокое положение бассейнов питания, крутизна фирновых потоков, низкое положение языков ледников, заполняющих ложе глубоких речных долин и плотное примыкание к склонам вершин. Здесь сосредоточено 6 больших ледников, среди них ледник Сапожникова — один из самых больших на Алтае — 10,5 км длиной, площадью 13,2 квадратных километров, а также Большой и Малый Берельские ледники, длиной 10 и 8 км и площадью 12,5 и 8,9 км? соответственно.
Для Белухи не характерны, как для других центров оледенения, большие различия в площади оледенения между склонами северной и южной экспозиций. Это компенсируется, за счёт режима оборота вещества, большим выпадением и более интенсивным стаиванием на южном склоне, меньшим числом осадков и большой затененностью противоположного склона. Скорость движения льда неодинакова и в среднем колеблется от 30 до 50 м в год. Наибольшая отмечена на леднике Братьев Троновых, у подножья ледопада она составляет 120 м в год. Накопление снега на крутых склонах приводит к сходу лавин. Белуха — один из интенсивных лавиноопасных районов Алтая.
Реки Белухи принадлежат главным образом бассейну реки Катунь, вытекающей с южного склона ледника Геблера. Здесь также берут начало реки Кучерла, Аккем, Идыгем. Река Белая Берель дренирует юго-восточный склон и относится к бассейну реки Бухтарма. Водные потоки, рождённые у ледников Белухи, образуют особый алтайский тип рек. В питании рек принимают участие талые воды ледников, снегов, дождевые осадки имеют небольшое значение.
Для рек характерен максимальный сток летом и низкий в остальное время года. Реки быстротечны, нередко образуют водопады. Красивый водопад Россыпной находится на одноимённой реке, правом притоке Катуни.
Озера в районе горы Белухи лежат в глубоких карах и троговых долинах. Происхождение их связано с деятельностью древних ледников. Крупные озера — Большое Кучерлинское, Нижнее Аккемское и др.
Для Белухинского массива, как и для любой горной страны, характерна пестрота растительности. По данным многих исследователей, основная часть хребта относится к Катунскому высокогорному району, где отмечено большое разнообразие лесных и высокогорных формаций. Лесной пояс простирается до высот 2000 м, в западной и восточной до 2200 м и более развит на северном макросклоне.
В восточной части южного макросклона (верховья реки Катунь и реки Коксу) пояс выражен фрагментарно. Нижняя граница условна, здесь преобладают формации темнохвойных лесов с преобладанием ели сибирской, кедра, пихты сибирской. Обычны лиственница и лиственные породы: береза, рябина. Кустарники представлены таволгой, жимолостью, караганой. С высотой существенно возрастает роль кедра, из кустарников и кустарничков начинают преобладать жимолость и брусника.
В верхней части лесного пояса из кустарников появляется березка круглолистная; из трав — субальпийское и альпийское разнотравье. Также здесь распространена смородина и малина.
Субальпийский пояс на нижней границе представлен кедровыми и кедрово-лиственничными редколесьями с фрагментами субальпийских лугов и кустарников. Альпийский пояс представлен крупно-травными, мелкотравными и кобрезиевыми лугами. Значительные площади занимает ерниковая, лишайниковая, дриадовая и травянистая тундры. Высокогорные болота представлены формациями осоковых, пушицевых и зеленомошных болот.
Поскольку Белухинский массив занимает значительную часть высокогорий, здесь представляют интерес редкие виды, произрастающие в альпийском поясе. Это — аконит ненайденный, живокость укокская, родиолы: морозная, четырёхчленная, розовая, лапчатка Крылова, луки: алтайский, карликовый и другие (всего более 30 видов). Многие из них включены в Красную книгу Республики Алтай.
Из мелких млекопитающих по каменистым россыпям и ерникам распространены: тундряная бурозубка, красно-серая, красная и большеухая полевки. В истоках реки Катунь, по её правобережью обитают алтайская мышовка и цокор. Сюда изредка заходят рысь, снежный барс, а из копытных: сибирский горный козел.
Намного разнообразнее представлены птицы. Из охотничье-промысловых: белая и тундряная куропатки. Из воробьиных обитают: клушица, альпийская галка, гималайская завирушка. Значительно реже встречаются сибирский горный вьюрок и экзотичный вид — арчевый дубонос. Из видов, внесенных в Красную книгу Республики Алтай, обитают большая чечевица, беркут, алтайский улар.
