A Kárpát-(Pannon)medencét északról és keletről a Kárpátok hegyvonulata, délről a Dinári hegység, míg nyugatról a Déli- és Keleti-Alpok határolják.
A földkéreg a Pannon medencét körülölelő hegyvonulatok alatt elég vastag. A medence alatt viszont vékony, mindössze 22.5-30 km vastag kérget találhatunk. A Pannon medencében végbement deformációk nagyrészt rejtve vannak előttünk, mivel a medencét vastag üledékrétegek töltik ki. Az üledék átlagos vastagsága mintegy 3 km, de van, ahol eléri a 8 km-t is. A Kárpát medence a mai alakját és méretét a miocén korban nyerte el. A medence Európa második legnagyobb folyamának, a Duna vízgyűjtőjének középső kiszélesedése.
A Dévényi-kapun érkező Duna a Kárpát-medencét délkeleten, a Vaskapu szorosán át hagyja el, ez idő alatt olyan nagy folyók vizét gyűjti magába, mint a Maros, a Dráva, a Tisza, vagy a Száva. E folyók egymástól akár több mint ezer kilométerre húzódó hegyvonulatok forrásaiból táplálkoznak, s mire a Dunába torkollanak, a legváltozatosabb arculatú tájak vízét gyűjtik össze.
A medencét nyugaton az Alpokalja, az Alpok hófedte csúcsai határolják, északnyugaton a Kisalföld pedig a Csallóközben folytatódik. Az alig emelkedő alföld az Északnyugati-Kárpátok folyóvizei által feltöltött síkságain át éri el a hegységkeretet, amelytől Északi-középhegységünket már csak kisebb hegyközi medencék választják el. A Kárpátok legmagasabb pontja, a Magas-Tátra, 2655 méteres Gerlachfalvi-csúcsa, míg Magyarország legmagasabb pontja a Mátrában a Kékestető, amely 1014 méter magas.
Északkeleten a határon túl is folytatódó, Alföldünknek merész ellentéte az itt legkeskenyebbre összeszűkülő hegységkeret, az Északkeleti-Kárpátok. Vízválasztóján többek között a Vereckei-hágó jelent átjárót. A Kárpát-medencén belüli hegyvidékek közül az Alföldünktől keletre emelkedő Erdélyi-középhegység a legmagasabb (főcsúcsa, a Nagy-Bihar 1849 méterével). A hegységet és a terebélyes, hegyközi medencékkel tagolt Keleti-Kárpátokat az Erdély medence szelíd dombságai kötik össze.
E dombvidék délen a Déli-Kárpátok 2500 méter fölé nyúló bérceivel néz szembe, nyugaton pedig fő folyóját, a Marost vezeti a Tiszába. Országhatárunktól délre az Alföld a Bánságban folytatódik, nyugaton egészen a Dráva-mellékig tart, még délebbre, a Dráva-Száva közi síkságot tagoló szigethegységek pedig már a Dinári-hegység szomszédai.