По геоморфологическому районированию вся территория заповедника относится к Алтайской провинции страны “Горы юга Сибири” (Олюнин, 1975). Вдоль границ заповедника располагаются высокие хребты: на севере – Абаканский, достигающий 2890 м н. у. м. (г. Садонская), на юге -Чихачёва (г. Гетедей, 3021 м), на востоке – Шапшальский (г. Тошкалыкая, 3507 м). Несколько обособленных горных массивов находятся и в центре заповедника: Куркуре (г. Куркуребажи, 3111 м), Тетыколь (до 3069 м), Чулышманский (г. Богояш, 3143 м). С запада территория ограничена долинами рек Чулышман, Каракем и Телецким озером.

Высокогорный альпийский рельеф представлен на большей части хребтов. Этот тип рельефа отличается узкими гребнями с острыми пиками, многочисленными карами и трогами. Стенки каров, как правило, очень круты, а у подножия склонов образуются мощные осыпи. Имеются небольшие леднички и многочисленные снежники. Особенно ярко выражен альпийский рельеф на хребте Куркуре – мощные зубчатые стены, острые причудливые вершины резко вздымаются над Чулышманским плато.

На остальных хребтах заповедника преобладает высоко- и среднегорный слаборасчлененный рельеф. Водоразделы имеют мягкие очертания, а широкие долины – пологие склоны. Наиболее типичен такой рельеф на хребтах Тетыколь, Плоский и Ельбектуларкыр.

В Джулукулъской котловине и верховьях реки Чульчи широко развиты образования ледникового и флювиогляциального происхождения. К ледниковым отложениям относятся конечные, стадиальные и основные морены; флювиогляциальные внутриледниковые отложения - это озы, имеющие вид песчаных валов, а также камы и камовые террасы. Все эти образования представлены и в верховьях р. Чульчи.

Подстилающие породы представлены в основном гнейсами, гранитами, диоритами, гранодиоритами и кварцитами. Встречаются габбро, песчаники, глинистые сланцы. На северном побережье Телецкого озера имеются массивы кристаллических известняков и мраморов.

Гидрографическая сеть заповедника принадлежит правобережной части водосборного бассейна Телецкого озера и его главного притока – р. Чулышман. Стекающая с хребта Чихачёва р. Таскыл и еще несколько притоков р. Могенбурень относятся к бассейну р. Кобдо. Из ряда озер, расположенных на границе заповедника по хребтам Абаканскому и Шап-шальскому, берут начало ручьи и речки, устремляющие свои воды в притоки Енисея – Хемчик и Большой Абакан. Общая площадь водоемов в заповеднике – 28 766 га (3,2%), из которых 11 757 га приходятся на охраняемую часть акватории Телецкого озера.

Реки заповедника со множеством их больших и малых притоков образуют очень разветвлённую и густую гидрографическую сеть (в среднем 1,5 - 2,0 км/км²).Большинство рек начинаются на Абаканском и Шапшальском хребтах и их отрогах, пересекая территорию заповедника в широтном направлении. Максимальной протяженностью, водностью и развитием крупных долин выделяются реки Чульча (длина с притоком Итыкульбажи – 98 км), Шавла (с притоком Сайхонаш – 67 км), Богояш (58 км) и река Чулышман (241 км), вытекающая из озера Джулукуль. Чулышман протекает по заповеднику только на протяжении 60 км – от истока до урочища Кудрул. Безлесные, заболоченные верховья рек обычно имеют широкие, корытообразные, выпаханные ледниками долины. В среднем и нижнем течении рек долины глубоко врезаются в толщу гор и имеют крутые, покрытые лесом склоны.

Русла бурных стремительных рек здесь загромождены камнями, скорость течения достигает 2–5 м в секунду. Ширина речных долин в значительной мере определяется характером прорезаемых пород, сужаясь в областях распространения гранитов и расширяясь там, где развиты хлоритовые сланцы. Реки заповедника живописны – с мощными порогами, перекатами, тихими плесами и водопадами. Более десяти рек имеют водопады высотой от 6 до 60 м: Большой Шалтан и Большой Корбу, Киште, Кайра, Аксу и другие. На р. Чульче в 8 км от устья находится самый большой водопад Алтая – “Неприступный”. Это 150-метровый каскад воды, бушующей среди громадных гнейсовых глыб.

В Алтайском заповеднике 1190 озер площадью более 1 га каждое. Основная их часть находится в высокогорье. Происхождение озерных котловин связано с деятельностью ледников. Каровые озера имеют овальную, иногда круглую форму и обрывистые берега. Часто в озера спускаются шлейфы каменистых осыпей. Глубина каровых озер значительна – до 35-50 м. Термокарстовые озера встречаются в зоне развития вечной мерзлоты в юго-восточной части заповедника. Это либо мелкие овальные одиночные озера, либо причудливые комплексы соединившихся термокарстовых котловин с грядово-котловинным дном и небольшими островами.

Самое крупное среди высокогорных озер заповедника – Джулукуль – расположено в одноименной котловине на высоте 2200 м н. у. м., среди множества других водоемов моренного происхождения. Площадь Джулукуля – 3020 га, глубина – 7-9 м, протяженность – около 10 км. Очень живописны горные моренно-подпрудные озера, с крутыми скалистыми берегами или же окаймленные лесом (бассейны рек Шавлы, Н. Кулаша и др.)

Телецкое озеро - наиболее крупное и красивейшее озеро Алтая – расположено на высоте 434 м н. у. м. Алтын-Колю – “Золотому озеру” алтайцев – посвящено много восторженных описаний ученых и путешественников. Озеро с окружающими его горами и темнохвойной. преимущественно кедровой, тайгой - великолепный природный памятник Сибири.

Узкой голубой лентой, стиснутое хребтами Корбу и Алтынту, протянулось озеро на 78 км. Площадь его относительно невелика – 223 км², однако благодаря большой глубине (до 325 м) в нем содержится огромное количество – 40 миллиардов куб. м – отличной пресной воды, чистой, насыщенной кислородом. Отдавая свои воды реке Бие, озеро в значительной мере обеспечивает питание Оби. Впадает в озеро около 70 речек и 150 временных водотоков, причем более половины всей воды дает река Чулышман.

Положение заповедника вблизи центра Азии обусловливает общий континентальный характер климата. Однако особенности рельефа и условий переноса воздушных масс при больших размерах заповедника порождают значительное разнообразие климатических условий. Северная его часть отличается теплым и влажным летом, снежными и сравнительно мягкими зимами. Среднегодовая температура 3,2°; средняя температура января –8,7°; июля – +16,0°С. Осадков много - до 850–1100 мм в год, из них около половины выпадает летом. Для прителецкого района характерна и значительная мощность снежного покрова – до 80-120 см. В целом прилегающая к Телецкому озеру северная часть заповедника – одно из самых теплых и влажных мест Горного Алтая.

В юго-восточной части заповедника климат резко континентальный и отличается большой суровостью. Зимой морозы достигают –50°С, а в летние дни максимальная температура бывает порой до +30°. Среднегодовая температура –5°. Осадков в 3-4 раза меньше, чем у Телецкого озера, а продолжительность вегетационного периода всего полтора месяца против пяти месяцев в северной части.

Климатические условия изменяются и в разных высотных поясах. Увеличивается количество осадков (до 1500 мм на высоте 1200 м), понижаются средние температуры, сокращается безморозный период.

Почвенный покров территории заповедника характеризуется вертикальной поясностью и широтной зональностью. По степным склонам развиты преимущественно черноземовидные и каштановидные примитивные сильнощебнистые почвы. В северной части заповедника под черневыми осиново-пихтовыми и пихтово-кедровыми лесами формируются оподзоленные буроземы и серые лесные почвы. В тайге под пихтово-кедровыми, кедровыми и елово-кедровыми лесами образуются кислые скрытоподзолистые, дерновые неоподзоленные и перегнойно-подзолистые почвы. Под лиственничной тайгой преобладают дерново-подзолистый и перегнойно-подзолистый процессы. В центральной части заповедника под лиственничными и кедровыми лесами образуются маломощные подзолы, а на границе с высокогорьем – перегнойные и дерново-перегнойные почвы.

В высокогорьях при низких температурах и повышенном атмосферном увлажнении формируются на каменисто-щебнистой основе горно-тундровые примитивные торфянистые и торфяно-глеевые почвы. Среди Джулукульской котловины развиты горно-тундровые дерновые почвы под овсяницевыми и кобрезиевыми лугами.

Горно-луговые почвы характерны для пологих склонов южных экспозиций, а также ложбин и котловин, занятых высокогорными лугами.

Более 20% площади заповедника покрыто скальными обнажениями, каменистыми осыпями, галечниками, снежниками.

© Н.А. Малешин, Н.А. Золотухин, В.А. Яковлев, Г.Г. Собанский, В.А. Стахеев, Е.Е. Сыроечковский, Э.В. Рогачева, Алтайский заповедник. // Заповедники России. Заповедники Сибири. I, - М., Логата, 1999. с. 58-72.