Северный Тянь-Шань представляет собой сравнительно молодую горную страну, созданную глыбовыми поднятиями и складкообразованием на месте старой, ранее существовавшей. Важную роль в формировании этих гор сыграло древнее оледенение.
К Северному Тянь-Шаню относятся хребты: Заилийский Алатау, Кунгей Алатау, Киргизский, Кетмень и другие. Два первых хребта составляют основную часть Северного Тянь-Шаня, по которой и проходят все описанные туристские маршруты.
Заилийский Алатау с севера и северо-запада открыт к Илийской впадине и равнинам Казахстана, а Кунгей Алатау с юга - к впадине озера Иссык-Куль, за которой простираются хребты, относящиеся к Центральному Тянь-Шаню.
В орографическом отношении оба хребта Северного Тянь-Шаня имеют широтное расположение: от реки Чу до реки Чилик, с общей длиной более 300 км и шириной около 100 км. На меридиане города Алматы Заилийский Алатау соединяется с хребтом Кунгей Алатау, образуя Чилико-Кеминскую перемычку.
Весь горный район, с точки зрения физико-географических особенностей и освоенности туристами для путешествия, делится на три части: восточную, центральную и западную. Центральная, наиболее освоенная и посещаемая туристами,- ограничена долинами рек Иссык и Чилик на востоке и рек Аксай и Чоктал на западе.
Климат Северного Тянь-Шаня связан с вертикальной поясностью, т.е. изменяется от теплого увлажненного до влажного, очень холодного. В целом, Северный Тянь-Шань относится к умеренному поясу.
Большей частью в летние месяцы стоит теплая погода. Осадки, связанные с западными циклонами, выпадают в соответствии с вертикальной поясностью (снег, град, дождь).