小兴安岭是山脉，纵贯黑龙江省中北部。西北以嫩江为界与大兴安岭相连，东北至黑龙江岸，接大兴安岭支脉伊勒胡里山，东部连接三江平原，东南抵松花江畔，与张广才岭相接，西南与松嫩平原毗连。小兴安岭与黑龙江以北俄罗斯境内的北东走向的山脉是一个整体，北段在俄罗斯境内，称为布列亚山脉；南段在黑龙江省境内，称为小兴安岭山脉。
小兴安岭地区，是中国重点用材林基地。林区面积1206万公顷，其中森林面积500多万公顷，林木蓄积量约4.5亿立方米，红松蓄积量4300多万立方米，占全国红松总蓄积量的一半以上，素有红松故乡之美称。
小兴安岭地质构造十分复杂，大致以嘉荫至铁力一线为界，东部为海西褶皱带，山体主要由海西花岗岩构成，其次为下元古界变质岩系。受新华夏构造体系影响，中生代形成一些内陆盆地，在盆地里沉积了煤系地层。
小兴安岭，燕山运动期间断裂活动显著，并有花岗岩侵入和火山喷发。山脉走向为北东、北北东向。新构造运动主要表现为穹状隆起，使各级夷平面向四周倾斜。西部为第三纪内陆断陷，地势较低，山脉走向大体近于北西向。