Ce massif forme un grand arc de 1 200 km de long compris entre les fleuves Léna et Aldan à l'ouest et la rivière Yana à l'est. Le point culminant se situe à 2 959 mètres (mont Mous-Khaïa). Il se situe juste à l'ouest de la jonction entre les plaques tectoniqueseurasienne et nord-américaine.
Les monts de Verkhoïansk sont généralement couverts d'une épaisse couche de neige durant la plus grande partie de l'année. On y enregistre des records mondiaux de froid hors Antarctique. Au cours de la dernière glaciation, le massif était couvert de glaciers : en été le paysage a l'apparence typique des massifs alpins.