Kiçik Qafqaz vilayəti Kiçik Qafqaz dağ sisteminin cənub- şərq hissəsini əhatə edir. Ərazinin ən yüksək zirvəsi Murovdağ silsiləsində yerləşən Gamışdağdır (3724 m). Ən alçaq yeri isə Zəngilan rayonunda Araz sahilindədir (300 m).

Enlik istiqamətində uzanan Murovdağ silsiləsi bu vilayəti şimal-şərq və cənub-şərq hissələrinə ayırır. Murovdağdan şimal-qərbdə Şahdağ, cənub-qərbdə Şərqi Göyçə, cənubda isə Qarabağ silsiləsi uzanır.

Qarabağ silsiləsindən qərbdə Qarabağ vulkanik yaylası yerləşir. Yaylada sönmüş vulkanların hündür zirvələrinə rast gəlinir.

Kiçik Qafqaz vilayəti fəal seysmik zonaya daxildir. Ən fəal seysmiklik Gəncəbasar zonasında (8-9 bal) müşahidə olunur. 

Geomorfoloji vahidləri - Murovdağ, Şahdağ, Şərqi Göyçə, Qarabağ silsilələri, Qarabağ vulkanik yaylası və s.

Zirvələri - Gamışdağ, Hinaldağ, Böyük Işıqlı və s. Böyük Qafqazdan fərqli olaraq vilayətdə Mezozoy erasının effuziv süxurları üstünlük təşkil edir. Xüsusilə Qarabağ vulkanik yaylası sönmüş vulkanlarla zəngindir. Bu vulkanlardan ən hündürləri Böyük Işıqlı və Qızılboğazdır. Vulkan və effuziv süxurların geniş yayılması ilə əlaqədar rayon filiz faydalı qazıntıları - alunit, dəmir filizi, qızıl, Mehmanə polimetal yatağı və mineral bulaqlar -Istisu, Turşsu, Şırlan, Minkənd bulaqları ilə zəngindir.

Kiçik Qafqazda Alt Paleozoy, Mezozoy və Kaynozoyun IV dövrünün vulkanik süxurları geniş yayılmışdır. Azərbaycanda ən qədim süxurlardan biri Tovuz rayonunun Əsrikçay hövzəsindədir. Paleozoya aid bu süxurların yaşı 400-450 mln. ildir.

İqlimi - Vilayətdə yarımsəhra və quru çöl iqlimindən başqa bütün iqlim tipləri mülayim-isti, dağ soyuq və dağ tundra iqlim tipləri mövcuddur. Kiçik Qafqazın dağətəyi və alçaq dağlığında qışı quraq keçən mülayim-isti (cənub-şərq hissədə yayı quraq keçən mülayim-isti), orta dağlığında qışı quraq keçən soyuq, yüksək dağlığında isə dağ-tundra iqlimi hakimdir. 

Kiçik Qafqaz vilayətində iqlim göstəriciləri yüksəklik üzrə dəyişir. Havanın orta illik temperaturu 10°C - 0°C, yağıntıların orta illik miqdarı isə 400-1000 mm arasındadır.

Çayları sıxdır. Tovuz, Xaçın, Tərtər, Zəyəm, Şəmkir, Kürəkçay – Kür çayına; Həkəri, Bərgüşad, Köndələn, Oxçuçay isə Araz çayına tökülürlər.

Filiz faydalı qazıntılar: Bu qazıntılar (dəmir, alüminium, xromit, qızıl, gümüş, mis, qur ğ uşun, sink kobalt, molibden filizl əri və s. ) Respublikanın əsas ən dağlıq hiss ələrində müxtəlif tip yataqlar əmələ gətirirlər. 

Dəmir filizləri (maqnetit, hematit) Azərbaycan Respublikasında dörd mənşədə rast gəlir: seqrasion-maqmatik, skarn-maqnetit (kontakt-metasomatik), hidrotermal-metasomatik və çökmə. Bunların yalnız skarn-maqnetit tipli Daşkəsən, Cənubi Daşkəsən v ə “Dəmir” yataqları sənaye əhəmiyyəti kəsb edir. Bu yataqlar Kellovey, Oksford, Kimeric yaşlı vulkanogen, piroklaastik və çökmə vulkanogen süxurlardan təşkil olunmuşdur. Daşkəsən sinklinalını ox boyu yaran eyni adlı qranitoid intruziv ilə təmasda yerləşir və mənşəcə bu intruzivlə əlaqədardır. Daşkəsən dəmir filizi qrupu yataqlarının sənaye ehtiyatı 250 mln. tondur.

Kobalt filizl ərinin sənaye əhəmiyyətli yığımları Daşkəsən filiz rayonunda məlumdur. Burada kobalt filizləri həm müstəqil (Yuxarı Daşk əsən yata ğı), həm də skarn-maqnetit filizləri ilə birgə əm ələ gəlmişdir. 

Qızıl yataqları və təzahürləri əsas ən Kiçik Qafqazın ərazisində: Söyüdü, Qızılbulaq, Dağ Kəsəmən, Veynəli, Qoşa, Gədəbəy, Çovdar; Naxçıvan MR-da Şəkərdərə, Pyəzbaşı, Ağyurt, Baskənd yataqları yayılmışlar. Bu yataqlarda həmçinin sənaye əhəmiyyətli gümüş, mis və s. qarışıqlar iştirak edirlər. Hal-hazırda qızılın çoxsaylı təzahürl əri (Tülallar, Kəpəz, Dabalt, Küngütçay, Kələki, Unus və s) aşkar edilmişdir. Əlinc əçay və Kürəkçay hövzəsində aşkar edilmiş səpinti qızıl yataqlarında qiymətləndirmə işləri aparılmış, ilkin ehtiyatları hesablanmış və sənaye əhəmiyyətliliyi müəyyən edilmişdir.

Xromit yataqları və təzahürlər (Göydərə, Kazımbinəsi, İpək, Xatəvəng və s. ), əsasən Kəlbəcər və Laçın rayonları ərazisindədir. Manqanın kiçik həcmli yataqları və  təzahürləri Kiçik Qafqazın Somxet-Ağdam (Mollacəlilli, Daş Salahlı və s.), Böyük Qafqazın Vəndam (Mücü, Balak ənçay) və Araz (Biçənək, Ələhi) strukturformasiya zonalarında məlumdur. 

Mis filizləri Azərbaycan Respublikasında mis-kolçedan və misporfir formasiyalıdır. Mis-kolçedan formasiyalı filizlərin mineral tərkibi, əsasən, pirit və xalkopiritdən ibarətdir. Çox vaxt filizin tərkibində sfalerit və qalenit də rast gəlinir. Mis-porfir formasiyalı filizlərin tərkibində misdən əlavə molibden, az miqdarda qiymətli metallar olur. Hər iki formasiyanın filizləri Gədəbəy filiz rayonunda törəmə kvarsitl ərdə yerləşir. Mis-porfir filizləşməsi daha geniş yayılmışdır. Qaradağ və Xarxar yataqlarından (Gədəbəy filiz rayonu) başqa bu rayonda mis-porfir filizləş məsinin bir çox təzahürləri də var. Gədəbəy rayonunda ştok formalı ehtiyatı tük ənmiş eyni adlı mis-kolçedan yata ğı da m əlumdur. Mehmana filiz rayonunda mis-porfir təzahürləri (Dəmirli və Xançınçay) mövcuddur. 

Alüminium filizinin (alunit) ən böyük yata ğı Daşk əsən rayonundadır (Z əylik alunit yata ğı). Alunit t əzahürl əri Şəmkir və Ordubad rayonlarında da məlumdur. Zəylik alunit yatağı 1960-cı ildən istismar edilir. Bu yataq Avropada ən böyük yataqdır. Gəncə alüminium zavodunda bu filizdən alüminium-oksidlə bərabər kalium kübrəsi, soda, sulfat turşusu və s. alınır.

Civə filizi yataqları və təzahürləri Kiçik Qafqazın mərkəzi hissəsində (Kəlbəcər-Laçın zonası) geniş yayılmışdır. Ən böyük yataqlarının - Ağyataq, Şorbulaq, Levçay (Kəlbəcər rayonu), Çilgəzçay və Narzanlı (Laçın rayonu) ehtiyatı hesablanmışdır. Civə filizləşməsi (kinovar) hiperbazitlərin və Miosen-Pliosen yaşlı turş maqmatik süxurların yayıldığı sahələrdə müxtəlif yaşlı və tərkibli süxurlarda, ən çox Üst Təbaşirin vulkanogen-çökmə və vulkanogen süxurlarda rast gəlinir. Kinovar filizlərdə pirit, xalkopirit, antimonit, maqnetit, hematit, sfalerit və s. minerallarla assosiasiya təşkil edir.

Mərgümüşün Azərbaycan Respublikasında ən böyük yataqları Gədəbəy (Bitibulağ enargit yatağı) və Culfa (Darıdağ auripiqment-realqar yatağı) rayonlarında məlumdur. Bu yataq 1941-ci ilədək istismar edilmişdir. Filiz cismi ştok formasındadır. Filizin tərkibi auripiqment, realqar, antimonit, arsenopiritdən ibarətdir.

Volframın şeyelit mineralı şəklində kiçik təzahürləri Ordubad və Kəlbəcər rayonlarında Mehri-Ordubad, Dəlidağ qranitoid plutonlarının təmasında müşahidə edilmişdir.

Qeyri-filiz faydalı qazıntılar Azərbaycan Respublikasının mineral xammal ehtiyatlarının ümumi balansında mühüm rol oynayır. Bu qrupa daşduz, gips, anhidrit, gəc, bentonit gilləri, tikinti materialları, pirit, barit, yarımqiymətli və rəngli daşlar, dolomit, İslandiya şpatı və s. daxildir.

Gips, anhidrit yataqları Goranboy rayonunu Yuxarı Ağcakənd və Mənəş kəndləri sahəsində Təbaşir çöküntüləri içərisində hemogen yolla əmələ gəlmiş və ayrı-ayrı ştoklardan ibarət olaraq ümumi ehtiyatları 65-70 mln. ton təşkil edir. Naxçıvan şəhərindən 120 km. cənub-şərqdə (Araz; gips) və Gəncə şəhərinin ətrafında (gəc) yataqların sənaye ehtiyatları isə A+B+C1 kateriyası üzrə təxminən 40632 min t.-dur.

Bentonit gillərinin çoxlu yatağı və təzahürü məlumdur. Ənböyük yatağı Qazax rayonunda (Daş Salahlı) müəyyən edilmişdir. Yataq əsasən hidrotermal məhlulların Santon yaşlı vulkanitlərə təsirindən əmələ gəlmişdir. 

Tikinti materialları Azərbaycan Respublikası ərazisində çoxdur. Mişar daşı yataqlarının (Qaradağ, Güzdək, Dövlətyarlı, Dilağarda, Şahbulaq, Naftalan, Mərdəkan, Daş Salahlı, Zəyəm və s. ) hələlik müəyyən edilmiş sənaye ehtiyatı (A+B+C1 kateqoriyası üzrə) 295836 min t, üzlük daşının ehtiyatları (Gülbəxt, Daşkəsən, Şahtaxtı, Gülablı, Musaköy, Söyqlu və s. ) 23951 min. m3 təşkil edir. 

Vulkan külü-tufu seolit xammalı olub, yatağı (Aydağ) Tovuz şəhərindən 7 km şimal-qərbdədir. Aydağ yatağının vulkan külütufları Orta Santon-Kampan mərtəbəsinin karbonat çöküntüləri arasında orta qalınlığı 25-30m olan lay şəklində yatır. Tuflarda 20-08% yüksək silisiumlu seolitlər (klinoptilolitlər) müəyyən edilmişdir. Yataq üzrə onların orta miqdarı 55%-dir. Aydağ yatağında tufların perspektiv ehtiyatı təxminən 20 mln. t. -dur. 

İncə keramika, farfor-flyasis və odadavamlı material istehsalı üçün yararlı Kotandağ kaolinləşmiş süxurlar yatağı Ağstafa rayonunda yerləşir. Yataq güclü hidrotermal dəyişmiş kaolinləşmiş Konyak-Santon süxurlarından ibarətdir.

Barit Azərbaycan Respublikasında təqribən 20 yatağı və təzahürü (Çovdar, Başqışlaq, Quşçu, Tonaşen, Zəylik, Azad, Çaykənd və s. ) var. Yataqları damar tiplidir. Yarımqiymətli və rəngli daşlar Kiçik Qafqazda Daşkəsən vəOrdubad rayonlarında skarnlarda (qranat, ametist), Gədəbəy (turmalin) və Xanlar rayonlarında vulkanitlərində (xalsedan, əqiq, heliotrop) müəyyən edilmişdir. Əqiq toplantıları Hacıkənd və Qazax çökəkliklərinin əsas və orta tərkibli Üst Təbaşir vulkanitlərində yuva, badam, damar və linza şəklindədir: Həm zərgərlik, həm də texniki növlərinə rast gəlinir. Hacıkənd əqiq yataqları qrupunun sənaye ehtiyatı 286,8 t.-dur. Bunun təxminən 65,8 t.-u zərgərlik üçün yararlıdır.