Վարդենիսի լեռնաշղթան ունի մերձզուգահեռականի ուղղություն և Սևանա լիճը եզերում է հարավից:: Երկութությունը՝ 78 կմ է: Ենթարկվել է տեկտոնական բարձրացման և ծածկված է երիտասարդ լավաներով:
Լեռնաշղթան անհամաչափ կառուցվածք ունի: Հյուսիսային լանջերը երկար են և փոքրաթեք, մեղմ աստիճաններով իջնում են դեպի Սևանա լիճ: Այլ են հարավային լանջերը, նախ կարճ են, և խիստ մասնատված են գետահովիտներով, որի պատճառը էրոզիան է:
Արփայի հովիտ
Վարդենիսի լեռնշղթայի մի երկար բազուկ իջնում է դեպի Արփայի հովիտ, որի վրա Վայոցասար հրաբուխն է: Նրա խառնարանը շատ լավ է պահպանվել: Լեռնաշղթայի կատարային մասում է գտնվում Վարդենիս էքստրուզիվ կոնը: Վարդենիս լեռը հանդիսանում է Վարդենիսի լեռների ամենաբարձր կետը (3522 մ):
Լեռնաշղթայի արևելյան մասում առաջացել է փակ գոգավորություն (Ալ լճերի շրջանում), որը ծածկված է մերձալպյան ու ալպյան մարգագետիններով:
Վարդենիսի լեռների հյուսիսային լանջերից է սկիզբ առնում Սևանի ավազանի Արգիճի գետը:
