Для пояса тихоокеанских хребтов типичны крупные антиклинальные хребты с выходами интрузивных пород в осевой части (Аляскинский хребет); близки к этому типу и массивные, значительной протяжённости хребты-батолиты (Сьерра-Невада, Береговой хребет). Другой тип — вулканические хребты, имеющие складчатый цоколь, осложнённый серией насаженных на него вулканов, в том числе и действующих. В поясе продольных депрессий широкое развитие получили аккумулятивные низменности (Большая Калифорнийская долина). Для пояса береговых цепей наиболее характерны низкие, слабо расчленённые хребты, формирующие прямолинейные берега.
В северной части К. С. А. (севернее 40—49° с. ш.) широко распространены как древнеледниковые (троги, кары, конечно-моренные гряды, лёссовые, зандровые и озёрные равнины), так и современные нивальные формы рельефа (курумы, нагорные террасы и др.), приуроченные к наиболее высоким уровням гор (Аляскинский хребет, Скалистые горы). В областях, не подвергавшихся оледенению (внутренняя Аляска), широко представлены термокарстовые и полигональные формы рельефа, связанные с распространением горных пород и грунтов. В остальной части К. С. А. преобладают водно-эрозионные формы: долинное расчленение в наиболее увлажнённых районах (Канадские Кордильеры), столовые формы и каньоны — в засушливых областях (плато Колорадо, Колумбийское). Для пустынных районов (Большой Бассейн, Мексиканское нагорье) характерны денудационные и эоловые формы.
Климат. Северная часть К. С. А. находится в поясах арктическом (хребет Брукса) и субарктическом (большая часть Аляски), территория до 40° с. ш. — в умеренном поясе, южнее — в субтропическом, полуостров Калифорния и Мексиканское нагорье — в тропическом. На склонах, обращенных к Тихому океану, климат преимущественно мягкий, океанический (на широте Сан-Франциско — средиземноморский), во внутренних районах — континентальный. На плато Юкон средняя температура января около —30 °С, июля 15 °С. В Большом Бассейне зимой бывают морозы до —17 °С, а летом температуры нередко превышают 40 °С (абсолютный максимум 57 °С). В июле наивысшие температуры наблюдаются в межгорных долинах Юга (32 °С в низовьях р. Колорадо), самые низкие — на высокогорьях Южной Аляски (8 °С в горах Чугач и массиве Святого Ильи). Увлажнение крайне неравномерно. В умеренном поясе лучше всего увлажнён крайний З., в тропическом — крайний В. Наименьшее количество осадков получают внутренние плоскогорья. На южных хребтах Аляски годовая сумма осадков составляет 3000—4000 мм, на побережье Британской Колумбии — до 2500 мм, на внутреннем плато США она снижается до 400—200 мм. В пустыне Мохаве осадков выпадает всего 50 мм в год. На Ю.-В. Мексиканского нагорья количество осадков увеличивается до 2000 мм. Наибольшая мощность снегового покрова (до 150 см и более) наблюдается на Ю. Аляски (горы Чугач, Святого Ильи, Врангеля), а также на Береговом хребте и в Колумбийских горах Канады.
Оледенение . Большие различия в широтном и высотном положении К. С. А., а также резкая разница в увлажнении территории обусловили неравномерное развитие современного оледенения. Наиболее низко (300—450 м ) снеговая граница расположена на тихоокеанском склоне гор Южной Аляски, местами опускаясь до уровня океана. На северных склонах гор Чугач и Святого Ильи снеговая граница находится на высоте 1800—1900 м, на Аляскинском хребте — от 1350—1500 м (южный склон) до 2250—2400 м (северный склон). Площадь современного оледенения достигает здесь 52 тыс. км2 . В хребте Брукса и горах Макензи оледенение развито только на самых высоких вершинах. Южнее снеговая граница поднимается до 1500—1800 м в Береговом хребте и до 2250 м — в Колумбийских горах Канады. В результате площадь оледенения внутренней Аляски и Канадских Кордильер составляет всего 15 тыс. км2 . На территории собственно США снеговая граница поднимается до 2500—3000 м в Каскадных и Скалистых горах, до 4000 м с лишним — в Сьерра-Неваде, до 4500 м и более — в Мексике. Площадь современного оледенения в США оценивается в 0,5—0,6 тыс. км2 , в Мексике — 0,011 тыс. км2 . В К. С. А. представлены все основные типы ледников: обширные ледяные поля и шапки, омываемые ледники (ледник Депонт в Береговом хребте), предгорные ледники, или ледники подножий (Маласпина), долинные ледники (Хаббард, длина 145 км в Береговом хребте), каровые и короткие висячие ледники, большей частью исчезающие (Сьерра-Невада). На вулканических вершинах формируются звездообразные ледники, посылающие от себя многочисленные ледниковые потоки (на вулкане Рейнир более 40 потоков).
Реки и озёра . В пределах К. С. А. лежат истоки многих речных систем материка: Юкона, Пис-Ривер — Макензи, Саскачеван — Нельсон, Миссури — Миссисипи, Колорадо, Колумбии, Фрейзера. Т. к. основным водоразделом является восточный пояс гор, то большинство осадков, выпадающих в пределах К. С. А., стекает на З., в Тихий океан. Севернее 45—50° с. ш. на Тихоокеанском побережье питание рек преимущественно снеговое с четко выраженным весенним половодьем. На Ю. преобладает дождевое питание с зимним максимумом на Тихоокеанском побережье и весенне-летним — во внутренних районах. В южной части К. С. А. значительные территории не имеют стока в океан и орошаются преимущественно кратковременными водотоками, заканчивающимися в бессточных солёных озёрах (крупнейшее из них — Большое Солёное озеро). На С. многочисленны пресные озёра ледниково-тектонического и запрудного происхождения (Атлин, Кутеней, Оканаган и др.)
Наиболее полноводные горные реки, имея большое падение и будучи зарегулированы озёрами, обладают огромным гидроэнергетическим потенциалом и широко используются для получения электроэнергии и орошения. На р. Колумбия выявлено более 10 створов, пригодных для сооружения ГЭС, и часть из них уже использована (Гранд-Кули, Те-Далс и др.).
Природные районы. Вследствие значительной высоты на всём протяжении К. С. А. отчётливо выражена высотная поясность природных ландшафтов. Вместе с тем простирание горных хребтов в направлении, перпендикулярном основному потоку влаги, обусловливает существенные различия между ландшафтами прибрежных (тихоокеанских) и внутренних частей территории. Самые же крупные изменения в ландшафтах связаны с широтным положением горной системы, с переходом её из субарктического пояса в умеренный, субтропический и тропический. Выделяют 4 основных природных района: Северо-западный, Канадские Кордильеры, Кордильеры США и Мексиканские Кордильеры.
Северо-западный район, или Кордильеры Аляски, охватывает большую часть штата Аляска и лежащее в северо-западной Канаде плато Юкон. На Ю. преобладают высокогорные хребты с мощным оледенением, на остальной территории — плоскогорья. Климат субарктический, на южном побережье — умеренный. За исключением побережья залива Аляска, повсюду развита вечная мерзлота. Спектр высотных поясов представлен предгорными редколесьями (лесотундра) в долинах рек и горной тундрой на высоких плоскогорьях. На западном побережье развиты субарктические луга, на южных тихоокеанских склонах — пояса высокоствольных хвойных лесов из хемлока и туи (т. н. береговой лес), субальпийских редколесий, сменяемых на вершинах альпийскими лугами и ледниками. В тундре обитают северные олени, песцы, полярные зайцы, лемминги. В лесах водятся лось, медведь гризли, волк, лисица и др. хищники. Много птиц. Основная масса населения и городов сосредоточена на южном побережье.
Канадские Кордильеры — наиболее узкая часть горного пояса, включающая юго-восточное побережье Аляски и частично заходящая на территорию США (до 44° с. ш.). В рельефе преобладают высокогорные хребты с широким развитием древнеледниковых форм и современным оледенением. Климат умеренный, от влажного до засушливого. Спектр вертикальных поясов включает степи на днищах межгорных долин, сосновую лесостепь на высоких плато, горные хвойные леса из пихты, ели, красного кедра, бальзамической сосны на склонах, где развиты подзолистые бурые лесные и горно-лесные почвы, субальпийский хвойные редколесья и альпийские луга на горно-луговых и скелетных почвах в вершинной части. Тихоокеанские склоны заняты высокоствольными лесами из дугласии, ситхинской ели, хемлока и туи, заходящими сюда из южных районов Аляски. В горных лесах водится много различных животных: северный олень вапити, американский лось, карибу, медведь гризли; встречаются волк, лисица, росомаха, рысь, пума, горный баран. Из пушных зверей водятся куница, горностай, норка, нутрия, ондатра. Население сосредоточено главным образом на Ю., в приморских городах (Ванкувер). Степные земли долин возделываются, лесостепные плато используются как пастбища.